Galingas srovės apsaugos maitinimo šaltinis

Kiekvienam asmeniui, renkančiam elektronines grandines, reikalingas universalus maitinimo šaltinis, kuris leistų plačiai keisti išėjimo įtampą, valdyti srovę ir, jei reikia, atjungti maitinamą įrenginį. Parduotuvėse tokie laboratoriniai maitinimo šaltiniai yra labai brangūs, tačiau jūs galite patys juos surinkti iš įprastų radijo komponentų. Pateiktą maitinimo šaltinį sudaro:

• Įtampos reguliavimas iki 24 voltų;
• Didžiausia apkrovai tenkanti srovė yra iki 5 amperų;
• Dabartinė apsauga pasirinkus keletą fiksuotų verčių;
• Aktyvus aušinimas darbui esant didelėms srovėms;
• Dialiniai srovės ir įtampos indikatoriai;

Įtampos reguliatoriaus grandinė

Paprasčiausia ir prieinamiausia įtampos reguliatoriaus versija yra grandinė ant specialaus lusto, vadinamo įtampos reguliatoriumi. Tinkamiausias variantas yra LM338, jo išvestyje maksimali srovė yra 5 A ir mažiausia virpėjimo jėga. Čia taip pat tinka LM350 ir LM317, tačiau maksimali srovė šiuo atveju bus atitinkamai 3 A ir 1,5 A. Kintamas rezistorius skirtas reguliuoti įtampą, jo įvertinimas priklauso nuo to, kokią maksimalią įtampą jums reikia gauti išėjime. Jei maksimaliam išėjimui reikia 24 voltų, jums reikalingas kintamas rezistorius, kurio varža yra 4,3 kOhm. Tokiu atveju turite paimti standartinį potenciometrą, esant 4,7 kOhm, ir lygiagrečiai su juo prijungti 47 kOhm konstantą, bendras pasipriešinimas bus apie 4,3 kOhm. Norėdami maitinti visą grandinę, jums reikia nuolatinės srovės šaltinio, kurio įtampa yra 24-35 voltai, mano atveju tai yra normalus transformatorius su įmontuotu lygintuvu. Taip pat galite naudoti nešiojamųjų kompiuterių kroviklius ar kitus įvairius srovės keitimo šaltinius.
Šis įtampos reguliatorius yra tiesinis, o tai reiškia, kad visas įvesties ir išvesties įtampos skirtumas patenka į vieną lustą ir yra išsklaidomas ant jo šilumos pavidalu. Esant didelėms srovėms, tai labai svarbu, todėl mikroschemą reikia įrengti ant didelio radiatoriaus, tam geriausiai tinka radiatorius iš kompiuterio procesoriaus, dirbantis kartu su ventiliatoriumi. Norint, kad ventiliatorius visą laiką nesisuktų veltui, bet jis turėtų įsijungti tik tada, kai šildo radiatorius, būtina surinkti mažą temperatūros jutiklį.

Ventiliatoriaus valdymo grandinė

Jis remiasi NTC termistoriumi, kurio varža kinta priklausomai nuo temperatūros - kylant temperatūrai, pasipriešinimas smarkiai sumažėja, ir atvirkščiai. Operatyvinis stiprintuvas veikia kaip komparatorius, registruojantis termistoriaus varžos pokyčius. Pasiekus slenkstį, optinio stiprintuvo išvestyje atsiranda įtampa, tranzistorius atsidaro ir užveda ventiliatorių, su kuriuo užsidega šviesos diodas. Apatinis rezistorius naudojamas slenksčiui sureguliuoti, jo vertė turėtų būti parenkama atsižvelgiant į termistoriaus varžą kambario temperatūroje. Tarkime, kad termistoriaus varža yra 100 kOhm, tokiu atveju nustatymo rezistoriaus nominalioji vertė turėtų būti apie 150–200 kOhm. Pagrindinis šios schemos pranašumas yra histerezės buvimas, t. skirtumai tarp ventiliatoriaus įjungimo ir išjungimo slenksčių. Dėl histerezės ventiliatorius dažnai neįsijungia ir neišsijungia esant artimai slenksčio temperatūrai. Termistorius rodomas ant laidų tiesiai prie radiatoriaus ir montuojamas bet kurioje patogioje vietoje.
Srovės apsaugos grandinė
Ko gero, svarbiausia viso maitinimo šaltinio dalis yra dabartinė apsauga. Tai veikia taip: įtampos kritimas per šuntą (rezistorius, kurio varža 0,1 omo) sustiprinamas iki 7–9 voltų lygio ir yra lyginamas su etalonu, naudojant lygintuvą. Etaloninė palyginimo įtampa nustatoma keturiais derinimo rezistoriais nuo 0 iki 12 voltų diapazone. Operatyvinio stiprintuvo įėjimas yra sujungtas su rezistoriais per 4 padėčių veržliarakčio jungiklį. Taigi, keisdami sausainių jungiklio padėtį, galime pasirinkti iš 4 iš anksto nustatytų apsaugos srovių variantų. Pavyzdžiui, galite nustatyti šias vertes: 100 mA, 500 mA, 1,5 A, 3 A. Jei viršijama jungiklio nustatyta srovė, apsauga veiks, įtampa nebebus išvesta ir užsidegs šviesos diodas. Norėdami atkurti apsaugą, tiesiog trumpai paspauskite mygtuką, išėjimo įtampa vėl pasirodys. Penktasis tiuningo rezistorius yra būtinas norint sustiprinti (jautrumą), jis turi būti nustatytas taip, kad kai srovė per šuntą 1 amperą, įtampa op-amp išėjime buvo apie 1-2 voltus. Apsauginės histerezės nustatymo rezistorius yra atsakingas už grandinės „aštrumą“, kurią reikia užfiksuoti, ją reikia sureguliuoti, jei išėjimo įtampa visiškai neišnyksta. Ši grandinė yra gera, nes turi aukštą reagavimo greitį, akimirksniu įjungdama apsaugą, kai viršijama srovė.

Srovės ir įtampos rodytuvas

Daugelyje laboratorijų maitinimo šaltinių yra įrengti skaitmeniniai voltmetrai ir ampermetrai, kurie rezultatų suvestinėje rodo vertes skaičių pavidalu. Ši parinktis yra kompaktiška ir užtikrina gerą rodmenų tikslumą, tačiau ją suvokti visiškai nepatogu. Štai kodėl indikacijai buvo nuspręsta naudoti rodyklių galvutes, kurių parodymai lengvai ir maloniai suvokiami. Voltmetro atveju viskas yra paprasta - jis jungiamas prie maitinimo šaltinio išvesties gnybtų per apipjaustymo varžą, kurio varža yra apie 1-2 MOhm. Kad ampermetras tinkamai veiktų, reikalingas šunto stiprintuvas, kurio grandinė parodyta žemiau.
Tuningo rezistorius reikalingas norint sustiprinti stiprumą, daugeliu atvejų pakanka palikti jį vidurinėje padėtyje (apie 20-25 kOhm). Jungiklio galvutė yra sujungta per jungiklį, su kuriuo galite pasirinkti vieną iš trijų reguliavimo rezistorių, kuriais nustatoma didžiausio ampermetro nuokrypio srovė. Taigi ampermetras gali veikti trimis diapazonais - iki 50 mA, iki 500 mA, iki 5A, tai užtikrina maksimalų rodmenų tikslumą esant bet kuriai apkrovos srovei.

Maitinimo šaltinio valdybos asamblėja

Spausdintinė plokštė:
Dabar, kai buvo atsižvelgta į visus teorinius aspektus, mes galime pradėti rinkti elektroninę konstrukcijos dalį. Visi maitinimo elementai - įtampos reguliatorius, radiatoriaus temperatūros jutiklis, apsauginis blokas, ampermetro šunto stiprintuvas yra surinkti ant vienos plokštės, kurios matmenys yra 100x70 mm. Plokštė pagaminta LUT metodu, žemiau pateikiamos kelios gamybos proceso nuotraukos.
Galios takai, kuriais teka apkrovos srovė, pageidautina išlyginti storu lydmetalio sluoksniu, kad būtų sumažintas pasipriešinimas. Pirmiausia ant lentos sumontuojamos mažos dalys.
Po to visi kiti komponentai. Temperatūros jutiklį ir aušintuvą tiekianti 78L12 mikroschema turi būti sumontuota ant mažo radiatoriaus, kurio vieta yra numatyta ant spausdintinės plokštės. Galiausiai laidai yra išlydomi ant plokštės, ant kurios išvedamas ventiliatorius, termistorius, apsaugos atstatymo mygtukas, veržliarakčių jungikliai, šviesos diodai, LM338 lustas, įtampos įvestis ir išėjimas. Įtampos įvestis yra patogiausia jungti per nuolatinės srovės jungtį, tačiau reikia nepamiršti, kad ji turi tiekti didelę srovę. Visi maitinimo laidai turi būti naudojami atsižvelgiant į dabartinį skerspjūvį, geriausia - iš vario. Be to, išvestis iš spausdintinės plokštės eina ne tiesiai į išvesties gnybtus, bet per perjungimo jungiklį su dviem kontaktų grupėmis. Antroji grupė įjungia ir išjungia šviesos diodą, nurodydama, ar gnybtams yra įtampa.

Kėbulo surinkimas

Korpusas gali būti paruoštas arba surinktas atskirai. Pavyzdžiui, jūs galite pagaminti iš faneros ir medienos plaušų plokštės, kaip aš padariau. Pirmiausia iškirptas stačiakampis priekinis skydelis, ant kurio bus sumontuoti visi valdikliai.
Tada pagamintos dėžutės sienos ir dugnas, konstrukcija tvirtinama kartu su savisriegiais. Kai rėmas yra paruoštas, galite sumontuoti visą elektroniką viduje.
Valdikliai, rodyklių galvutės, šviesos diodai yra sumontuoti jų vietose priekiniame skydelyje, lenta dedama korpuso viduje, radiatorius su ventiliatoriumi montuojamas ant galinio skydelio. Šviesos diodams sumontuoti naudojami specialūs laikikliai. Pageidautina kopijuoti išvesties gnybtus, ypač todėl, kad vieta leidžia. Korpuso matmenys yra 290x200x120 mm, korpuso viduje vis dar yra daug laisvos vietos, jame gali tilpti, pavyzdžiui, transformatorius, skirtas viso prietaiso maitinimui.

Pritaikymas

Nepaisant daugybės rezistorių nustatymo, maitinimo šaltinį nustatyti gana paprasta. Pirmiausia kalibruokite voltmetrą, prijungdami išorę prie išvesties gnybtų. Sukdami tiuningo rezistorių, sujungtą nuosekliai su voltmetro rodyklės galvute, pasiekiame vienodus rodmenis. Tada mes prijungiame bet kokią apkrovą ampermetru prie išvesties ir kalibruojame šunto stiprintuvą. Pasukdami kiekvieną ir tris tarpzoninius rezistorius, gauname rodmenų sutapimą kiekviename iš trijų ampermetro matavimo diapazonų - mano atveju tai yra 50 mA, 500 mA ir 5A. Toliau mes nustatome reikiamas apsaugos sroves keturių reguliavimo rezistorių pagalba. Tai nėra sunku padaryti, atsižvelgiant į tai, kad standartinis ampermetras jau yra sukalibruotas ir rodo tikslią srovę. Palaipsniui didiname įtampą (srovė taip pat pakyla) ir žiūrime į srovę, kurioje suveikia apsauga. Tada mes pasukame kiekvieną rezistorių, nustatydami keturias būtinas apsaugos sroves, tarp kurių galite perjungti naudodami jungiklio jungiklį. Lieka tik nustatyti norimą radiatoriaus temperatūros jutiklio ribą - nustatymas baigtas.