„Pasidaryk pats“kintamo maitinimo šaltinio maitinimo šaltinis su tikslumo srovės ribotuvu: 8 žingsniai (su paveikslėliais)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48

Šiame projekte aš jums parodysiu, kaip naudoti garsųjį LM317T su srovės stiprintuvo galios tranzistoriumi ir kaip naudoti linijinės technologijos LT6106 srovės jutiklio stiprintuvą tiksliam srovės ribotuvui. Ši grandinė gali leisti naudoti iki 5A, bet šį kartą jis naudojamas tik 2A lengvam krūviui, nes renkuosi 24V 2A santykinai mažą transformatorių ir nedidelį gaubtą. Ir man labiau patinka išėjimo įtampa nuo 0,0 V, tada pridedu keletą diodų (-ų) nuosekliai, kad atšaukčiau LM317 minimalią išėjimo įtampą 1,25 V. ši spec. taip pat leidžia apsaugoti nuo trumpojo jungimo. Šios grandinės sujungiamos, kad būtų sukurtas analoginis kintamasis maitinimo šaltinis, kuris generuoja 0,0V-28V ir 0,0A-2A su tiksliu srovės ribotuvu. Reguliavimas ir triukšmo grindų eksploatacinės savybės yra gana geros, palyginti su lyginamojo DC-DC keitiklio maitinimo šaltiniais. Todėl šį modelį geriau naudoti ypač analoginėms garso programoms. Pradėkime !

1 žingsnis: schema ir dalių sąrašas

Norėčiau parodyti jums visą šio projekto schemą.

Aš padalinau skylės schemą į tris dalis, kad būtų lengviau paaiškinti. Kintamosios srovės įvesties skyrius, Vidurinis skyrius (nuolatinės srovės valdymo grandinės), Išėjimo skyrius.

Norėčiau toliau paaiškinti atitinkamai kiekvieno skyriaus dalių sąrašą.

2 žingsnis: Pasiruošimas gręžti korpusą ir gręžimas

Pirmiausia turėtume surinkti išorines dalis ir gręžti korpusą (gaubtą).

Šio projekto korpuso dizainas buvo sukurtas naudojant „Adobe“iliustratorių.

Kalbant apie dalių išdėstymą, aš padariau daug bandymų ir klaidų, svarstydamas ir nusprendęs kaip pirmoji nuotrauka.

Bet man patinka ši akimirka, nes galiu svajoti, ką turėčiau padaryti? arba kuris geresnis?

Tai tarsi laukianti gera banga. Tai tikrai brangus laikas! daug juoko.

Šiaip ar taip, norėčiau pridėti an.ai failą ir.pdf failą.

Norėdami pasiruošti korpuso gręžimui, atspausdinkite dizainą ant A4 dydžio lipnaus popieriaus ir priklijuokite prie dėklo.

Tai bus žymės gręžiant korpusą, o tai bus korpuso kosmetinis dizainas.

Jei popierius buvo nešvarus, nulupkite jį ir vėl priklijuokite.

Jei ruošėtės gręžti dėklą, galite pradėti gręžti korpusą pagal korpuso centrinius ženklus.

Aš primygtinai rekomenduoju apibūdinti skylių dydį ant priklijuoto popieriaus kaip 8Φ, 6Φ.

Naudojami įrankiai: elektrinis gręžtuvas, grąžtai, žingsniniai grąžtai ir rankinis šnipinėjimo įrankis arba „dremel“įrankis.

Būkite atsargūs ir skirkite pakankamai laiko, kad išvengtumėte nelaimingų atsitikimų.

Sauga

Būtini apsauginiai akiniai ir apsauginės pirštinės.

3 žingsnis: ① kintamosios srovės įvesties skyrius

Užbaigus korpuso gręžimą ir apdailą, pradėkime gaminti elektros plokštes ir laidus.

Čia yra dalių sąrašas. Atsiprašome, kai kurios nuorodos skirtos pardavėjui iš Japonijos.

Tikiuosi, kad galite gauti panašių dalių iš netoliese esančių pardavėjų.

1. Naudotos kintamosios srovės įvesties skyriaus dalys

Pardavėjas: Marutsu dalys- 1 x RC-3:

Kaina: 1 330 ￥ (apie 12 USD)

- 1 x 24V 2A kintamosios srovės transformatorius [HT-242]:

Kaina: 2 790 ((apie 26 USD), jei jums patinka 220 V įvestis, pasirinkite [2H-242] ￥ 2, 880

- 1 x kintamosios srovės kodas su kištuku:

Kaina: ￥ 180 (apie 1,5 USD)

-1 x kintamosios srovės saugiklių dėžutė 【F-4000-B】 „Sato Parts“: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/15361/Kaina: 180 (maždaug 1,5 USD)

- 1 x kintamosios srovės maitinimo jungiklis (didelis) NKK 【M-2022L/B】: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/15771/Kaina: 0 380 (apie 3,5 USD)

- 1 x 12V/24V jungiklis (mažas) Miyama 【M5550K】: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/112704/Kaina: 1 181 (apie 1,7 USD)

- 1 x tiltinis stačiakampis diodas (didelis) 400V 15A 【GBJ1504-BP】: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/12699673/Kaina: 8 318 (apie 3,0 USD)

- 1 x tiltinis stačiakampis diodas (mažas) 400V 4A 【GBU4G-BP】: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/12703750/Kaina: ￥ 210 (apie 2,0 USD)

- 1 x didelis kondensatorius 2200uf 50V (ESMH500VSN222MP25S): https://www.marutsu.co.jp/pc/i/52022/Kaina: 40 440 (apie 4,0 USD)

-1 x 4p atsilikęs terminalas (L-590-4P): https://www.marutsu.co.jp/pc/i/17474/Kaina: ￥ 80 (apie 0,7 USD)

Atsiprašome už nepatogią nuorodą į japonų svetainę, ieškokite pardavėjo, tvarkančio panašias dalis, nurodant šias nuorodas.

4 žingsnis: ② vidurinė dalis (nuolatinės srovės valdymo grandinė)

Iš čia tai yra pagrindinio maitinimo šaltinio nuolatinės įtampos valdymo dalis.

Šios dalies veikimas bus paaiškintas vėliau, remiantis ir modeliavimo rezultatais.

Iš esmės aš naudoju klasikinį LM317T su dideliu galios tranzistoriumi, kad galėčiau išnaudoti didelę srovę iki 3A.

Norėdami atšaukti 1,25 V LM317T minimalią išėjimo įtampą, aš pridėjau D8 diodą Vf prie Q2 Vbe.

Manau, kad D8 Vf yra maždaug. 0.6V ir Q2 Vbe taip pat maždaug. 0,65 V, tada visa yra 1,25 V.

(Tačiau ši įtampa priklauso nuo „If“ir „Ibe“, todėl šį metodą reikia naudoti atsargiai)

Dalis aplink Q3, apsupta punktyrinės linijos, nėra sumontuota. (pasirenkama būsimai šiluminio išjungimo funkcijai.)

Naudotos dalys yra tokios, kaip nurodyta toliau, 0．1Ω 2W „Akizuki Densho“https://akizukidenshi.com/catalog/g/gR-11011/

radiatorius 【34H115L70】 Multsu dalys

Lygintuvo diodas (100V 1A) IN4001 ebay

LM317T įtampos valdymo IC „Akizuki Denshi“https://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-09713/

General Purose NPN Tr 2SC1815 Akizuki Denshi

U2 LT6106 Current Sense IC Akizuki Denshi

Pitch convert PCB for LT6106 (SOT23) Akizuki Denshi

„U3 Comparator IC NJM2903 Akizuki Denshi“https://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-06654/

POT 10kΩ, 500Ω, „KΩ Akizuki Denshi“https://akizukidenshi.com/catalog/c/cvr1

5 žingsnis: put Išvesties skyrius

Paskutinė dalis yra išėjimo skyrius.

Man patinka retro analoginiai skaitikliai, tada priėmiau analoginį matuoklį.

Ir aš išėmiau „Poly Switch“(iš naujo nustatomą saugiklį), kad apsaugotų išvestį.

Naudotos dalys yra tokios, kaip nurodyta toliau, Iš naujo nustatomas saugiklis 2.5Ａ REUF25 Akizuki Denshi

2.2KΩ 2W išmetimo įtaisas „Akizuki Denshi“https://akizukidenshi.com/catalog/g/gR-11023/

32V analoginis voltmetras (skydinis skaitiklis) Akizuki Denshi

3A analoginis voltmetras (skydinis skaitiklis) Akizuki Denshi

Išvesties terminalas MB-126G raudona ir juoda „Akizuki Denshi“https://akizukidenshi.com/catalog/g/gC-04362/

Universali duonos lenta 210 x 155 mm „Akizuki Denshi“https://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-02188/

Duonos lentos terminalas (kaip jums patinka) Akizuki

6 žingsnis: Užbaikite surinkimą ir bandymą

Iki šiol manau, kad jūsų pagrindinė plokštė taip pat buvo baigta.

Tęskite laidų prijungimą prie dalių, pritvirtintų prie korpuso, pavyzdžiui, ankščių, skaitiklių, gnybtų.

Jei baigėte kurti projektą.

Paskutinis žingsnis yra projekto išbandymas.

Pagrindinės analoginio maitinimo šaltinio specifikacijos yra šios

1, 0 ～ 30 V išėjimo įtampos šiurkštus reguliavimas ir smulkus reguliavimas.

2, 0 ～ 2,0 A išėjimo srovė su ribotuvu (rekomenduoju naudoti pagal transformatoriaus specifikacijas)

3, išėjimo įtampos keitimo jungiklis galiniame skydelyje, siekiant sumažinti aplinkos nuostolius

(0–12 V, 12–30 V)

Pagrindinis bandymas

Bandymas grandinės darbe.

Aš naudoju 5W 10Ω rezistorių kaip manekeno apkrovą, kaip parodyta nuotraukoje.

Kai nustatote 5V, jis tiekia 0,5A. 10V 1A, 20V 2.0A.

Ir kai jūs nustatote srovės ribą iki mėgstamo lygio, srovės ribotuvas veikia.

Tokiu atveju išėjimo įtampa mažėja pagal jūsų reguliuojamą išėjimo srovę.

Osciloskopo bangos formos bandymas

Taip pat norėčiau parodyti osciloskopo bangų formas.

Pirmoji bangos forma yra kylančios įtampos bangos forma, kai įjungiate įrenginio maitinimą.

CH1 (mėlyna) yra iškart po lygintuvo ir maždaug 2200uF kondensatoriaus. 35V 5V/div).

CH2 (dangaus mėlyna) yra įrenginio išėjimo įtampa (2 V/div.). Jis sureguliuotas iki 12 V ir sumažina įvesties pulsavimą.

Antroji bangos forma yra padidinta.

CH1 ir CH2 dabar yra 100 mV/div. CH2 pulsavimas nepastebimas, nes LM317 IC grįžtamasis ryšys veikia tinkamai.

Kitas žingsnis, norėčiau išbandyti esant 11 V įtampai, esant 500 mA srovei (22Ω 5W). Ar pamenate Omo žemą I = R / E?

Tada CH1 įėjimo įtampos pulsacija padidėja iki 350 mVp-p, tačiau taip pat nepastebėta pulsavimo dėl CH2 išėjimo įtampos.

Norėčiau palyginti su tam tikru nuolatinės srovės nuolatinės srovės reguliatoriumi, turinčiu tą pačią 500 mA apkrovą.

CH2 išėjime pastebimas didelis 200mA perjungimo triukšmas.

Kaip matai, Apskritai, analoginis maitinimo šaltinis tinka mažo triukšmo garso programai.

Kaip apie tai?

Jei turite daugiau klausimų, nedvejodami klauskite manęs.

7 veiksmas: 1 priedas: grandinės veikimo informacija ir modeliavimo rezultatai

Oho, tiek daug daugiau nei 1 tūkst. Skaitytojų aplankė mano pirmasis įrašas.

Man tiesiog malonu pamatyti daugybę vaizdų skaitiklių.

Na, aš norėčiau grįžti prie savo temos.

Įvesties sekcijos modeliavimo rezultatai

Aš naudoju „LT Spice“simuliatorių, norėdamas patikrinti grandinės dizainą.

Apie tai, kaip įdiegti ar kaip naudoti „LT Spice“, ieškokite „Google“.

Tai nemokamas ir geras analoginis simuliatorius, kurio galima išmokti.

Pirmoji schema yra supaprastinta „LT Spice“modeliavimui ir aš taip pat norėčiau pridėti.asc failą.

Antroji schema skirta įvesties modeliavimui.

Kaip transformatoriaus lyginamąsias specifikacijas apibrėžiau įtampos šaltinio nuolatinės srovės poslinkį 0, amplitudę 36V, dažnį 60Hz ir įėjimo rezistorių 5ohm. Kaip žinote, transformatoriaus išėjimo įtampa rodoma rms, tada 24Vrms išėjimas turėtų būti 36Vpeak.

Pirmoji bangos forma yra įtampos šaltinis + (žalia) ir tilto lygintuvas + w/ 2200uF (mėlyna). Tai bus apie 36 V.

„LT Spice“negalėjo naudoti kintamo potenciometro, norėčiau nustatyti fiksuotą šios grandinės vertę.

Išėjimo įtampa 12V srovės riba 1A tokia. Norėčiau pereiti prie kito žingsnio.

Įtampos valdymo skyrius naudojant LT317T

Kitas paveikslėlis rodo LT317 veikimą, iš esmės LT317 veikia kaip vadinamasis šunto reguliatorius, o tai reiškia, kad išėjimo įtampos kaištis į Adj. kaištis visada yra 1,25 V etaloninė įtampa, nepriklausomai nuo įėjimo įtampos.

Tai taip pat reiškia tam tikrą srovės išsiliejimą R1 ir R2. Dabartinis LM317 adj. taip pat egzistuoja kaištis prie R2, tačiau per mažas, kaip 100uA, tada galime jo nepaisyti.

Iki šiol galite aiškiai suprasti, kad srovė I1, kuri kraujuoja R1, visada yra pastovi.

Tada galėtume sukurti formulę R1: R2 = Vref (1.25V): V2. Aš pasirenku 220Ω - R1 ir 2,2K - R2, Tada formulė transformuojama V2 = 1.25V x 2.2k / 220 = 12.5V. Atminkite, kad tikroji išėjimo įtampa yra V1 ir V2.

Tada 13,75 V pasirodo ant LM317 išvesties kaiščio ir GND. Taip pat žinokite, kai R2 yra nulis, 1,25 V išėjimas

likti.

Tada aš naudojau paprastą sprendimą, aš tiesiog naudoju išvesties tranzistorių Vbe ir diodą Vf, kad atšaukčiau 1,25 V įtampą.

Paprastai kalbant, Vbe ir Vf yra apie 0,6–0,7 V. Bet jūs taip pat turite žinoti Ic - Vbe ir If - Vf charakteristikas.

Tai rodo, kad naudojant šį metodą, norint atšaukti 1,25 V, reikia tam tikros išleidimo srovės.

Todėl pridedu išsiplėtimo registrą R13 2.2K 2W. Krauja apie. 5 mA, kai išėjimas yra 12 V.

Iki šiol šiek tiek pavargau aiškinti. Man reikia pietų ir pietų alaus. (Lol)

Tada aš norėčiau palaipsniui tęsti kitą savaitę. Taigi atsiprašome už nepatogumus.

Kitas žingsnis Norėčiau paaiškinti, kaip tiksliai veikia srovės ribotuvas, naudojant „LT Spice“apkrovos parametrų žingsnių modeliavimą.

Dabartinis ribotuvo skyrius naudojant LT6106

Apsilankykite „Linear Technology Site“ir peržiūrėkite LT6106 programos duomenų lapą.

www.linear.com/product/LT6106

Norėčiau parodyti brėžinį, kad paaiškintų tipinę programą, kurioje aprašytas AV = 10 5A pavyzdyje.

Yra 0,02 omo srovės jutimo registras, o dabar išvesties iš išvesties kaištis dabar yra 200 mV/A

išvesties kaištis pakiltų iki 1 V esant 5A, tiesa?

Pagalvokime apie mano taikymą turint omenyje šį tipišką pavyzdį.

Šį kartą norėtume naudoti srovės ribą iki 2A, tada tinka 0,1 omo.

Šiuo atveju kaiščio pakilimas 2V esant 2A? Tai reiškia, kad jautrumas dabar yra 1000 mV/A.

Po to mes turime įjungti / išjungti LM317 ADJ kaištį su bendru palyginamuoju

kaip NJM2903 LM393 arba LT1017 ir bendras NPN tranzistorius, pvz., 2SC1815 arba BC337?

kurie nutrūksta, kai aptinkama įtampa yra slenkstis.

Iki šiol grandinės paaiškinimas baigėsi ir pradėkime užbaigti grandinės modeliavimą!

8 veiksmas: 2 priedas: grandinės žingsnio modeliavimas ir modeliavimo rezultatai

Norėčiau paaiškinti vadinamąjį žingsnių modeliavimą.

Įprastas paprastas modeliavimas imituoja tik vieną sąlygą, tačiau, imituojant žingsnius, mes galime nuolat keisti sąlygas.

Pavyzdžiui, apkrovos registro R13 žingsnio modeliavimo apibrėžimas parodytas kitoje nuotraukoje ir žemiau.

.step param Rf sąrašas 1k 100 24 12 6 3

Tai reiškia, kad R13 vertė, rodoma kaip {Rf}, svyruoja nuo 1K omo (100, 24, 12, 6) iki 3 omų.

Kaip akivaizdžiai suprantama, kai apkrova R ištraukta 1K omų srovė yra ①12mA

(nes išėjimo įtampa dabar nustatyta į 12 V).

ir ~ 120mA esant 100 omų, ③1A esant 12 omų, ④2A esant 6 omams, ⑤4A esant 3 omams.

Bet jūs galite pamatyti, kaip slenksčio įtampa nustatyta į 1 V R3 8k ir R7 2k (o palyginamojo įtampa yra 5V).

Tada, esant sąlygai ③, srovės ribotuvas turėtų veikti. Kitas brėžinys yra modeliavimo rezultatas.

Kaip apie tai iki šiol?

Tai gali būti šiek tiek sunku suprasti. nes modeliavimo rezultatą gali būti sunku perskaityti.

Žalios linijos rodo išėjimo įtampą, o mėlynos - išėjimo srovę.

Matote, kad įtampa yra gana pastovi iki 12 omų 1A, tačiau nuo 6 omų 2A įtampa sumažėja iki 6V, kad srovė būtų apribota iki 1A.

Taip pat galite pamatyti, kad nuolatinės srovės išėjimo įtampa nuo 12 mA iki 1 A yra šiek tiek sumažėjusi.

Tai beveik sukelia Vbe ir Vf netiesiškumas, kaip paaiškinau ankstesniame skyriuje.

Norėčiau pridėti kitą modeliavimą.

Jei praleisite D7 modeliavimo schemoje, kaip pridėta, išėjimo įtampos rezultatai būtų gana stabilūs.

(bet išėjimo įtampa tampa didesnė nei ankstesnė, žinoma.)

Bet tai yra tam tikras kompromisas, nes norėčiau kontroliuoti šį projektą nuo 0 V, net jei stabilumas yra šiek tiek prarastas.

Jei pradėsite naudoti analoginį modeliavimą, pvz., „LT Spice“, nesunku patikrinti ir išbandyti savo analoginės grandinės idėją.

Hm, galų gale atrodo, kad galų gale baigiau visą paaiškinimą.

Man savaitgalį reikia poros alaus (lol)

Jei turite klausimų apie šį projektą, nedvejodami klauskite manęs.

Ir tikiuosi, kad jums visiems patiks geras „pasidaryk pats“gyvenimas su mano straipsniu!

Pagarbiai,