Snažno napajanje strujom zaštite

Svaka osoba koja skuplja elektroničke sklopove treba univerzalni izvor napajanja koji omogućava široku varijaciju izlaznog napona, kontrolu struje i, ako je potrebno, isključuje napajajući uređaj. U trgovinama su takvi laboratorijski izvori napajanja vrlo skupi, ali sami ih možete sastaviti iz uobičajenih radio komponenti. Prikazani izvor napajanja uključuje:

• Regulacija napona do 24 volta;
• Maksimalna struja data opterećenju je do 5 ampera;
• Trenutna zaštita izborom nekoliko fiksnih vrijednosti;
• Aktivno hlađenje za rad pri velikim strujama;
• Birački indikatori struje i napona;

Krug regulatora napona

Najjednostavnija i najpovoljnija verzija regulatora napona je krug na posebnom čipu koji se naziva regulator napona. Najprikladnija opcija je LM338, ona pruža maksimalnu struju od 5 A i najmanje puzanje na izlazu. LM350 i LM317 su također prikladni ovdje, ali maksimalna struja u ovom slučaju će biti 3 A i 1,5 A, respektivno. Promjenjivi otpornik služi za podešavanje napona, a njegova ocjena ovisi o maksimalnom naponu koji trebate dobiti na izlazu. Ako je za maksimalni izlaz potreban 24 volta, potreban vam je varijabilni otpornik s otporom 4,3 kOhm. U tom slučaju trebate uzeti standardni potenciometar na 4,7 kOhm i spojiti konstantu na 47 kOhm paralelno s njim, ukupni otpor će biti oko 4,3 kOhm. Da biste napajali cijeli krug, potreban vam je istosmjerni izvor napona 24-35 volti, u mom slučaju to je normalan transformator s ugrađenim ispravljačem. Također možete koristiti punjače za laptop ili druge razne preklopne izvore pogodne za struju.
Ovaj regulator napona je linearan, što znači da cijela razlika između ulaznog i izlaznog napona pada na jedan čip i na njemu se raspršuje u obliku topline. Pri velikim strujama to je vrlo kritično, pa se mikro krug mora instalirati na veliki radijator, najbolje je za to radijator iz računalnog procesora, koji radi u tandemu s ventilatorom. Da se ventilator ne bi okretao cijelo vrijeme uzalud, već da se uključuje samo kada se radijator zagrijava, potrebno je sastaviti mali senzor temperature.

Upravljački krug ventilatora

Temelji se na NTC termistoru, čiji otpor varira s temperaturom - s porastom temperature, otpor se značajno smanjuje i obrnuto. Operativno pojačalo djeluje kao komparator, registrirajući promjenu otpora termistora. Kad se dosegne prag, napon se pojavi na izlazu pojačala, tranzistor se otključava i pokreće ventilator, s kojim LED svijetli. Za podešavanje praga koristi se rezni otpornik, njegova vrijednost treba biti odabrana na temelju otpora termistora na sobnoj temperaturi. Pretpostavimo da je topistor otpor od 100 kOhm, u ovom slučaju bi podešavanje otpornika trebalo imati nominalnu vrijednost od oko 150-200 kOhm. Glavna prednost ove sheme je prisutnost histereze, tj. razlike između pragova za uključivanje i isključivanje ventilatora. Zbog histereze, ventilator se ne uključuje i isključuje često na temperaturi blizu praga. Termistor je prikazan na ožičenju izravno na radijator i instaliran na bilo kojem prikladnom mjestu.
Strujni zaštitni krug
Možda je najvažniji dio cijelog napajanja trenutna zaštita. Djeluje na sljedeći način: pad napona preko spojnice (otpornik s otporom 0,1 Ohm) pojačava se na razinu od 7-9 volti i uspoređuje se s referencom pomoću komparatora. Referentni napon za usporedbu postavljaju četiri podešavanja otpornika u rasponu od nula do 12 volta, ulaz operacijskog pojačala spojen je na otpornike pomoću prekidača ključa u 4 položaja. Dakle, mijenjajući položaj biskvitne sklopke, možemo birati između 4 unaprijed definirane opcije za zaštitne struje. Na primjer, možete postaviti sljedeće vrijednosti: 100 mA, 500 mA, 1,5 A, 3 A. Ako se prekorači struja postavljena prekidačem, zaštita će raditi, napon se više neće emitirati i LED će svijetliti. Za resetiranje zaštite samo kratko pritisnite gumb, izlazni napon će se ponovno pojaviti. Peti ugađajući otpornik potreban je za podešavanje pojačanja (osjetljivosti), mora biti postavljen tako da kada je struja kroz shunt 1 Ampere, napon na izlazu op-ampera bio oko 1-2 volta. Otpornik za podešavanje histereze zaštite odgovoran je za „oštrinu“ kruga koji se ukida, mora se podesiti ako izlazni napon ne nestane u potpunosti. Ovaj krug je dobar jer ima veliku brzinu odziva, odmah uključuje zaštitu kada prekorači struju.

Jedinica za prikaz struje i napona

Većina laboratorijskih napajanja opremljena je digitalnim voltmetrima i ampermetrima, koji na tablici s tablicama prikazuju vrijednosti u obliku brojeva. Ova je opcija kompaktna i omogućuje dobru točnost očitanja, ali je potpuno neugodna za percepciju. Zbog toga je za navođenje odlučeno da se koriste strelice, čija se očitanja lako i ugodno percipiraju. U slučaju voltmetra, sve je jednostavno - spaja se na izlazne stezaljke napajanja putem reznog otpora s otporom od oko 1-2 MOhm. Da bi ampermetar ispravno radio, potrebno je shunt pojačalo, čiji je krug prikazan dolje.
Za podešavanje pojačanja potreban je podešavanje otpornika, u većini slučajeva dovoljno je ostaviti ga u srednjem položaju (oko 20-25 kOhm). Na glavi prekidača spojena je birajuća sklopka, s kojom možete odabrati jedan od triju podešavanja otpornika, kojima je postavljena struja maksimalnog odstupanja ampermetra. Dakle, ampermetar može raditi u tri raspona - do 50 mA, do 500 mA, do 5A, to osigurava maksimalnu točnost očitanja pri bilo kojoj struji opterećenja.

Sklop ploče za napajanje

Tiskana pločica:
Sada kada su uzeti u obzir svi teorijski aspekti, možemo početi sastavljati elektronički dio strukture. Svi elementi napajanja - regulator napona, senzor temperature radijatora, zaštitna jedinica, shunt pojačalo za ampermetar sastavljeni su na jednoj ploči, čiji su dimenzije 100x70 mm. Ploča je izrađena metodom LUT, u nastavku su neke fotografije procesa proizvodnje.
Staze snage duž kojih teče struja opterećenja, poželjno je kalajiti debelim slojem lemljenja kako bi se smanjio otpor. Prvo, mali dijelovi su instalirani na ploči.
Nakon toga sve ostale komponente. Mikro krug 78L12 koji napaja osjetnik temperature i hladnjak mora biti instaliran na malom radijatoru, mjesto za koje je predviđeno tiskanu sklopnu ploču. Napokon, žice su lemljene na ploču na kojoj se izlažu ventilator, termistor, tipka za resetiranje zaštite, ključevi za ključeve, LED-ovi, čip LM338, ulazni napon i izlaz. Ulaz napona je najprikladnije priključiti preko istosmjernog konektora, dok moramo imati na umu da mora osigurati veliku struju. Moraju se koristiti sve električne žice koje odgovaraju trenutnom presjeku, po mogućnosti bakarnom. Uz to, izlaz s tiskane pločice ne ide izravno na izlazne terminale, već preko sklopke s dva sklopa kontakata. Druga grupa uključuje i isključuje LED, naznačavajući da li se na terminale primjenjuje napon.

Montaža tijela

Kućište se može naći gotovo ili samostalno sastaviti. Možete ga napraviti, na primjer, od šperploče i vlaknastih ploča, kao što sam i ja napravio. Prije svega, izrezana je pravokutna prednja ploča na kojoj će biti instalirane sve kontrole.
Zatim se izrađuju zidovi i dno kutije, struktura se pričvršćuje zajedno s samoreznim vijcima. Kad je okvir spreman, možete instalirati svu elektroniku unutra.
Kontrole, strijele, LED diode postavljeni su na svoja mjesta na prednjoj ploči, ploča je postavljena unutar kućišta, radijator s ventilatorom postavljen je na stražnju ploču. Za postavljanje LED dioda koriste se posebni držači. Poželjno je duplicirati izlazne terminale, posebno jer to mjesto dopušta. Dimenzije kućišta su 290x200x120 mm, unutar kućišta je još uvijek puno slobodnog prostora, a tamo se može ugraditi, na primjer, transformator za napajanje cijelog uređaja.

Podešavanje

Unatoč mnoštvu podešavanja otpornika, postavljanje napajanja je prilično jednostavno. Prije svega, kalibrirajte voltmetar povezivanjem vanjskog s izlaznim stezaljkama. Zakretanjem podešavanja otpornika, povezanog u seriji sa strelicom voltmetra, postižemo jednaka očitanja. Zatim povežemo bilo koji teret s ampermetrom na izlaz i kalibriramo shunt pojačalo. Zakretanjem svakog i tri interlinearna otpornika postižemo slučajnost očitanja na svakom od tri mjerna područja ampermetra - u mom slučaju to je 50 mA, 500 mA i 5A. Zatim postavljamo potrebne zaštitne struje uz pomoć četiri podešavanja otpornika. To nije teško učiniti s obzirom na to da je standardni ampermetar već kalibriran i pokazuje točnu struju. Postupno povećavamo napon (struja se također povećava) i gledamo struju u kojoj se zaštita aktivira. Zatim rotiramo svaki otpornik, postavljajući četiri potrebne zaštitne struje, između kojih se možete prebaciti pomoću prekidača. Sada ostaje samo postaviti željeni prag za osjetnik temperature radijatora - podešavanje je završeno.