Nuo kintamosios srovės iki +15V, -15V 1A kintamasis ir 5V 1A nuolatinės srovės nuolatinės srovės maitinimo šaltinis: 8 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:44

Maitinimo šaltinis yra elektros prietaisas, tiekiantis elektros energiją elektros apkrovai. Šiame modelio maitinimo šaltinyje yra trys kietojo kūno nuolatinės srovės maitinimo šaltiniai. Pirmasis maitinimas suteikia kintamą teigiamą 1,5–15 voltų išėjimą iki 1 ampero. Antrasis suteikia neigiamą 1,5–15 voltų esant 1 amperui. Trečiasis turi fiksuotą 5V esant 1 amperui. Visi tiekimai yra visiškai reguliuojami. Speciali IC grandinė išėjimo įtampą palaiko.2V, kai pereinama nuo apkrovos iki 1 ampero. Išėjimas yra visiškai apsaugotas nuo trumpojo jungimo. Šis maitinimo šaltinis idealiai tinka naudoti mokyklų laboratorijose, servisuose ar bet kur, kur reikalinga tiksli nuolatinės srovės įtampa.

1 žingsnis: kaip veikia tiekimas?

Maitinimas susideda iš dviejų grandinių, viena yra fiksuota 5 V išvestis, o kita yra nuo 0 iki+15, ir -15 kintamasis maitinimas, kiekvienas skyrius paaiškinamas toliau. Jį sudaro galios transformatorius, nuolatinės srovės lygintuvo pakopa ir reguliatoriaus pakopa.

1. 220 V kintamosios srovės mažinimas naudojant transformatorių: Manoma, kad reguliatorių įvestis turėtų būti maždaug nuo 1,5 iki 40 voltų. Taigi 220 V kintamoji srovė buvo sumažinta naudojant transformatorių. 220 V kintamoji srovė iš maitinimo šaltinio tiekiama į transformatoriaus antrinę ritę per saugiklį ir jungiklį, kuris sumažina jį iki 18 voltų. Transformatoriaus apsisukimų santykis buvo 12: 1. Bandant, transformatoriaus atviros grandinės įtampa buvo 22 voltai. Transformatorius tarnauja dviem tikslais. Pirma, jis sumažina 220VAC įvestį iki 17VAC ir 9VAC, kad tinkama įtampa patektų į lygintuvo pakopas. Antra, jis izoliuoja maitinimo šaltinį nuo 220 V ACline. Tai apsaugo vartotoją nuo pavojingo įtampos smūgio, jei vartotojas stovi įžemintoje vietoje. Centrinis sraigtinis transformatorius turi dvi antrines apvijas, kurių fazė yra 180 laipsnių.
2. Kintamosios srovės keitiklis į nuolatinės srovės keitiklį: kintamosios srovės ištaisymui (keitimas iš kintamosios srovės į nuolatinę srovę) buvo naudojama diodų tiltinė konfigūracija, kuri nukirto neigiamą kintamosios srovės ciklą ir pavertė jį pulsuojančia nuolatine. Kiekvienas diodas veikia tik tada, kai jis yra nukreiptas į priekį (kai įtampa anode yra didesnė nei įtampa prie katodo). Ši nuolatinė srovė turėjo tam tikrus bangavimus, todėl prieš išsiunčiant į reguliavimo grandinę, buvo naudojamas kondensatorius, kad jis būtų palyginti išlygintas.
3. Reguliatoriaus grandinė: „PowerSupply“reguliatoriaus grandinę sudaro LM-317 ir LM-337 integruotas grandynas. LM317 tiekia daugiau nei 1,5 A apkrovos srovę, o išėjimo įtampa reguliuojama 1,2–37 V diapazone. LM337 serija yra reguliuojami 3 gnybtų neigiamos įtampos reguliatoriai, galintys tiekti daugiau kaip -1,5 A per -1,2 iki -37 V išėjimo įtampos diapazoną. Jie yra ypač paprasti naudoti ir išėjimo įtampai nustatyti reikia tik dviejų išorinių rezistorių. Be to, tiek linijos, tiek apkrovos reguliavimas yra geresnis nei standartiniai fiksuoti reguliatoriai. LM317/LM377 išėjimo įtampa nustatoma pagal dviejų grįžtamojo ryšio rezistorių R1 ir R2 santykį, kurie sudaro potencialų skirstomąjį tinklą per išėjimo terminalą. Įtampa per grįžtamąjį rezistorių R1 yra pastovi 1,25 V etaloninė įtampa, Vref gaminama tarp „Išvesties“ir „reguliavimo“terminalai. Tada bet kokia srovė, tekanti per rezistorių R1, taip pat teka per rezistorių R2 (nekreipdama dėmesio į labai mažą reguliavimo gnybtų srovę), o įtampos kritimų suma R1 ir R2 yra lygi išėjimo įtampai Vout. Akivaizdu, kad įėjimo įtampa „Vin“turi būti bent 2,5 volto didesnė nei reikalinga išėjimo įtampa reguliatoriui maitinti.
4. Filtras: LM317/337 išėjimas buvo tiekiamas į kondensatorių, kad būtų išfiltruotas pulsuojantis efektas. Ir tada jis buvo išsiųstas į išvestį. Reikėtų pažymėti, kad prieš dedant kondensatorių reikia atkreipti dėmesį į jo poliškumą.

5V fiksuotas nuolatinės srovės tiekimas

5V DC veikia tuo pačiu principu, tačiau tam naudojamas reguliatorius yra fiksuotas 7805. Taip pat naudojamas transformatorius buvo nuo 220V iki 9V AC.

2 žingsnis: grandinės schema ir reikalingi komponentai:

Grandinės schema ir reikalingi komponentai yra išvardyti aukščiau esančiose nuotraukose.

3 žingsnis: modeliavimas ir PC išdėstymas

„Proteus“schema ir modeliavimas:

Scheminė grandinė buvo imituota siekiant išsiaiškinti, ar grandinė veikia tinkamai ir ar pasiekiamas mūsų tikslas - ± 15 V kintamasis ir 5 V fiksuoto maitinimo šaltinis. Tai buvo patikrinta išmatuojant išėjimo įtampą kelių metrų pagalba.

„Proteus“PCB išdėstymas:

Po to scheminė grandinė buvo pakeista į jos PCB išdėstymą. Pirmiausia dedami komponentai, o maršrutas atliekamas automatiniu nukreipimu. Maitinimo laido plotis yra T80, o likusio laido plotis - T70. Lentos ilgis buvo pasirinktas 6 x 8 colių. Taip pat buvo patikrintas 3D išdėstymas dėl numatomo PCB dizaino. Baigtas išdėstymas ir bandymas, ar keliai nesikerta, eksportuojamas kaip PDF. Pasirinktas tik lentos kraštas ir apatinis sluoksnis, esantys PDF faile, o likusi dalis nepažymėta. Tai leidžia mums atspausdinti visos PCB takelį.

4 žingsnis: PCB spausdinimas

Spausdinimas ant sviesto popieriaus:

Takelis, gautas kaip PDF failas, buvo atspausdintas ant sviesto popieriaus. Šiam tikslui buvo naudojamas spausdintuvas su dažais, o ne su skystu rašalu, nes jo negalima perkelti ant sviesto popieriaus. Šiuo tikslu sviesto popierius supjaustomas taip, kad atitiktų A4 formato popieriaus dydį, kad būtų lengviau spausdinti, o tada supjaustomas taip, kad atitiktų PCB dydį.

Spausdinimo perkėlimas iš sviesto popieriaus į PCB plokštę:

Sviesto popierius dedamas ant PCB plokštės. Sviesto popieriaus spaudimui naudojama karšta lygintuvė, dėl kurios takelis nukopijuojamas ant PCB plokštės dėl dažų rašalo įkaitimo. Po to takelio pataisymai atliekami naudojant nuolatinį žymeklį.

Ėsdinimas:

Perkeliant takelį ant PCB plokštės, kitame etape plokštė panardinama į indą, pripildytą geležies chlorido, įdėtą į orkaitę, todėl varis pašalinamas iš visos PCB plokštės, išskyrus atspausdintą takelį, todėl susidaro plastikinis lapas vario tik trasoje.

Gręžimas:

Paruošus PCB, skylės gręžiamos naudojant Pcb grąžtą, laikant jį viduryje, kad grąžtas būtų 90 laipsnių kampu prie PCB, ir netaikant papildomo slėgio, kitaip grąžtas sulaužys. Tranzistorių, jungčių, reguliatorių diodų skylės yra didesnės nei įprastų rezistorių, kondensatorių ir kt.

Valymas naudojant skiediklį/benziną:

PCB plokštė plaunama keliais lašais skiediklio arba benzino pagal galimybes, kad rašalas būtų pašalintas iš takelio, kad komponentas būtų gerai lituojamas ant PCB. PCB yra paruoštas lituoti su komponentais.

Komponentų litavimas:

Tada komponentai yra lituojami ant PCB plokštės pagal „Proteus“PCB išdėstymą. Komponentai yra lituojami atsargiai, netrumpinant takelių ar taškų. Turima omenyje tokių komponentų kaip kondensatoriai/tranzistoriai poliškumas. Šilumos kriauklės pritvirtinamos prie reguliatorių, naudojant pastą, kad būtų geresnis laidumas, ir lituojamos su PCB. Panašiai

Bandymas:

Paskutinį kartą, lydant plokštės komponentus, tikrinama, ar nėra trumpo PCB. Po to PCB buvo įjungtas ir pažymėta išvestis, atitinkanti norimą išvestį. PCB yra paruoštas įdėti į korpusą.

5 žingsnis: korpuso paruošimas

Iš rinkos buvo nupirktas iš anksto pagamintas korpusas su paprastu išdėstymu ir buvo pakeistas pagal pageidaujamus reikalavimus. Jame buvo dvi skylės dviem įrišimo stulpams, todėl korpuse buvo išgręžtos papildomos 4 skylės įrišimui ir 2 potenciometrams. Taip pat buvo įdėtas moteriškas 3 kontaktų lizdas, kad būtų galima lengvai prijungti kintamosios srovės maitinimo kabelį. Taip pat lauke buvo pastatytas jungiklis, skirtas įjungti arba išjungti maitinimą. Be to, maitinimo šaltinyje buvo sumontuotas VOLTMETER, kad vartotojas galėtų lengvai jį perskaityti/pasirinkti.

6 veiksmas: tiekimo nustatymas

Transformatoriai ir grandinė buvo įdėti į korpusą naudojant medinę/izoliacinę lakštą, kad būtų išvengta bet kokio trumpo sujungimo su korpusu. Varžtai ir trosai buvo naudojami komponentams laikyti. Ant korpuso buvo sumontuoti įrišimo stulpai, saugiklių laikiklio potenciometrai ir mygtukas. Jungiamasis laidas buvo naudojamas jungimui ir buvo lituojamas, kad būtų užtikrintas ryšys. susitraukianti plėvelė buvo naudojama jungtims apsaugoti ir išvengti trumpojo jungimo. Tiekimas buvo išbandytas.

7 žingsnis: apkrovos reguliavimas

Prie maitinimo šaltinio buvo prijungta apkrova ir sumažėjo išėjimo įtampa, kurią sukėlė laidų/ PCB takelių/ prijungimo taškų atsparumo sumažėjimas. Taigi, kad tai atitiktų, LM317/LM337 rezistorių vertės buvo pakeistos taip, kad būtų užtikrinta 15 voltų apkrovos įtampa. Kadangi išėjimo įtampa buvo atviros grandinės įtampa.

8 žingsnis: galutinis bandymas/stebėjimai

Maitinimo šaltinyje naudojamas voltmetras veikė tik esant aukštesnei nei 7 V įtampai (kitų nėra rinkoje). Taigi, naudojant geresnį voltmetrą, būtų galima išmatuoti ir žemesnę įtampos vertę. Pageidautina, kad tai būtų praktiškiau, naudojant dvikryptį analoginį voltmetrą ir jungiklį, kad būtų pakeista matuojama vertė (+maitinimo šaltinis arba –ve maitinimo įtampa).

Apskritai tai buvo įdomus projektas. Daug sužinojau, nes buvau susipažinęs su PCB gamyba, tiekimo ir kintamos įtampos reguliatorių gamybos problemomis.

Taip pat apsilankykite https://easyeeprojects.blogspot.com/ apie būsimus projektus.:)