ספק כוח חזק להגנה זרם

כל אדם האוסף מעגלים אלקטרוניים זקוק למקור כוח אוניברסלי המאפשר וריאציה רחבה של מתח היציאה, בקרת הזרם ובמידת הצורך לנתק את המכשיר המופעל. בחנויות ספקי כוח כאלה במעבדה יקרים מאוד, אבל אתה יכול להרכיב אחד כזה מרכיבי רדיו נפוצים. ספק הכוח המוצג כולל:

• ויסות מתח עד 24 וולט;
  
• הזרם המרבי שניתן לעומס הוא עד 5 אמפר;
  
• הגנה נוכחית עם בחירה במספר ערכים קבועים;
  
• קירור פעיל להפעלה בזרמים גבוהים;
  
• חיוג חיווי של זרם ומתח;

מעגל ווסת מתח

הגרסה הפשוטה ביותר והזולה ביותר של ווסת המתח היא מעגל בשבב מיוחד הנקרא ווסת מתח. האפשרות המתאימה ביותר היא LM338, היא מספקת זרם מקסימאלי של 5 A ומינימום אדווה בפלט. LM350 ו- LM317 מתאימים גם כאן, אך הזרם המרבי במקרה זה יהיה 3 A ו- 1.5 A בהתאמה. נגן משתנה משמש לכוונון המתח, הדירוג שלו תלוי במתח המקסימלי שאתה צריך להשיג ביציאה. אם התפוקה המקסימלית דורשת 24 וולט, אתה זקוק לנגד משתנה עם התנגדות של 4.3 kOhm. במקרה זה, עליכם לקחת פוטנציומטר רגיל במהירות 4.7 kOhm ולחבר קבוע במהירות 47 kOhm במקביל אליו, ההתנגדות הכוללת תהיה כ -4.3 kOhm. כדי להניע את כל המעגל, אתה צריך מקור DC עם מתח של 24-35 וולט, במקרה שלי זה שנאי רגיל עם מיישר מובנה. אתה יכול גם להשתמש במטענים למחשבים ניידים או במקורות מיתוג שונים אחרים המתאימים לזרם.
ווסת מתח זה הוא לינארי, מה שאומר שכל ההבדל בין מתח הכניסה לפלט נופל על שבב אחד ומתפזר עליו בצורה של חום. בזרמים גבוהים זה קריטי מאוד, ולכן יש להתקין את מעגל המיקרו על רדיאטור גדול, הרדיאטור ממעבד המחשב, עובד יחד עם המאוורר, הוא המתאים ביותר לכך. על מנת שהמאוורר לא יסתובב כל הזמן לשווא, אלא יופעל רק כאשר הרדיאטור מתחמם, יש צורך להרכיב חיישן טמפרטורה קטן.

מעגל בקרת מאוורר

זה מבוסס על תרמיסטור NTC, שההתנגדות שלו משתנה עם הטמפרטורה - עם עליית הטמפרטורה, ההתנגדות יורדת משמעותית, ולהיפך. המגבר התפעולי משמש כמשווה, ורושם שינוי בהתנגדות של התרמיסטור. כשמגיעים לרף, המתח מופיע ביציאה של מגבר ההגברה, הטרנזיסטור נעול ומתניע את המאוורר, איתו הנורית נדלקת. נגן זמירה משמש לכוונון הסף, יש לבחור בערכו על בסיס ההתנגדות של התרמיסטור בטמפרטורת החדר. נניח שלתרמויסטור יש התנגדות של 100 kOhm, במקרה זה נגן הכוונון צריך להיות בעל ערך נומינלי של כ 150-200 kOhm. היתרון העיקרי בתכנית זו הוא נוכחות היסטריה, כלומר הבדלים בין ספי ההפעלה והכיבוי של המאוורר. בגלל ההיסטריה, המאוורר אינו נדלק ומכבה לעתים קרובות בטמפרטורה הקרובה לסף.התרמיסטור מוצג על החיווט ישירות לרדיאטור ומותקן בכל מקום נוח.



מעגל הגנה נוכחי

אולי החלק החשוב ביותר של אספקת החשמל כולה הוא ההגנה הנוכחית. זה עובד כדלקמן: ירידת המתח על פני השאנט (נגן עם התנגדות של 0.1 אוהם) מוגברת לרמה של 7-9 וולט ומשווים אותה עם הפניה באמצעות משווה. מתח ההפניה להשוואה נקבע על ידי ארבעה נגדי כוונון בטווח של אפס עד 12 וולט, כניסת המגבר התפעולי מחוברת לנגדים דרך מתג ברגים בעל 4 עמדות. לפיכך, לשנות את מיקום מתג הביסקוויטים, אנו יכולים לבחור מבין 4 אפשרויות מוגדרות מראש לזרמי הגנה. לדוגמה, באפשרותך לקבוע את הערכים הבאים: 100 mA, 500 mA, 1.5 A, 3 A. אם חורג מהזרם שנקבע על ידי מתג החיוג, ההגנה תעבוד, המתח יפסיק לצאת והנורית תידלק. כדי לאפס את ההגנה, לחץ לחיצה קצרה על הכפתור, מתח היציאה יופיע שוב. נגן הכוונון החמישי נחוץ בכדי לקבוע את הרווח (הרגישות), עליו להיות מוגדר כך שכאשר הזרם דרך אמבר 1 shunt, המתח בפלט של מגבר ההגברה היה בערך 1-2 וולט. הנגד להגדרת היסטריית ההגנה אחראי ל"חדות "של המעגל שנכנס פנימה, יש לכוונן אותו אם מתח היציאה לא ייעלם לחלוטין. מעגל זה טוב מכיוון שהוא בעל מהירות תגובה גבוהה, ומיד מופעל את ההגנה כאשר חורג מהזרם.

יחידת תצוגה זרם ומתח

מרבית ספקי הכוח המעבדתיים מצוידים בוולטמטרים ובאממטרים דיגיטליים, המציגים ערכים בצורה של מספרים על לוח התוצאות. אפשרות זו היא קומפקטית ומספקת דיוק טוב של הקריאות, אך היא אינה נוחה לחלוטין לתפיסה. לכן לצורך אינדיקציה הוחלט להשתמש בראשי חצים שקריאתם נתפסת בקלות ובנועם. במקרה של מד מתח, הכל פשוט - הוא מתחבר למסופי היציאה של ספק הכוח דרך נגן זמירה עם התנגדות של בערך 1-2 MOhm. בכדי שהמדד יעבוד כראוי, יש צורך במגבר שאנט, שהמעגל שלו מוצג להלן.

יש צורך בנגנון כוונון כדי להתאים את הרווח, ברוב המקרים מספיק להשאיר אותו במצב האמצעי (בערך 20-25 kOhm). ראש המתג מחובר באמצעות מתג חיוג, איתו ניתן לבחור אחד משלושה נגדי כוונון, איתם מוגדר הזרם של הסטייה המרבית של מד זרם. לפיכך, מד זרם יכול לפעול בשלושה טווחים - עד 50 mA, עד 500 mA, עד 5A, זה מבטיח דיוק מרבי של קריאות בכל זרם עומס.

הרכבת לוח אספקת חשמל

מעגל מודפס:

כעת, לאחר שנלקחו בחשבון כל ההיבטים התיאורטיים, נוכל להתחיל להרכיב את החלק האלקטרוני של המבנה. כל האלמנטים של ספק הכוח - ווסת מתח, חיישן טמפרטורת רדיאטור, יחידת הגנה, מגבר שאנט למד זרם מורכבים על לוח אחד שמידותיו 100X70 מ"מ. הלוח מיוצר בשיטת LUT, להלן כמה תמונות של תהליך הייצור.



נתיבי חשמל שלאורם זורם זרם העומס, רצוי לפח עם שכבה עבה של הלחמה כדי להפחית את ההתנגדות. ראשית, חלקים קטנים מותקנים על הלוח.

אחרי זה, כל שאר המרכיבים. יש להתקין את מעגל המיקרו 78L12 שמספק את חיישן הטמפרטורה ואת הצידנית על רדיאטור קטן שמקום זה מצוי על הלוח המודפס. לבסוף, החוטים מולחמים ללוח עליו יוצאים המאוורר, התרמיסטור, כפתור איפוס ההגנה, מתגי ברגים, נוריות LED, שבב LM338, כניסת מתח ויציאה.כניסת המתח מחוברת בצורה הנוחה ביותר באמצעות מחבר זרם ישר, בעוד שיש לזכור שעליו לספק זרם גדול. יש להשתמש בכל חוטי החשמל המתאימים לחתך הרוחב הנוכחי, רצוי נחושת. בנוסף, הפלט מלוח המודפס אינו עובר ישירות למסופי הפלט, אלא דרך מתג למתג עם שתי קבוצות אנשי קשר. הקבוצה השנייה מדליקה ומכבה את הנורית, ומציינת אם מופעל מתח על הטרמינלים.

הרכבת גוף

ניתן למצוא את הדיור מוכן או להרכיב באופן עצמאי. אתה יכול להכין את זה, למשל, מעץ דיקט וסיבי לוח, כמו שעשיתי. ראשית כל נחתך לוח קדמי מלבני עליו יותקנו כל הפקדים.

ואז הקירות ותחתית התיבה עשויים, המבנה מהודק יחד עם ברגים להקשה עצמית. כאשר המסגרת מוכנה, תוכלו להתקין את כל האלקטרוניקה בפנים.

פקדים, ראשי חץ, נוריות LED מותקנים במקומם בלוח הקדמי, הלוח ממוקם בתוך המארז, הרדיאטור עם המאוורר מותקן על הלוח האחורי. לצורך הרכבה של נוריות הלד, משתמשים במחזיקים מיוחדים. רצוי לשכפל את מסופי הפלט, מה גם שהמקום מאפשר. מידות המארז הן 290x200x120 מ"מ, עדיין יש הרבה מקום פנוי בתוך המארז, ושם יכול להתאים, למשל, לשנאי להפעלת המכשיר כולו.

התאמה אישית

למרות הרבה נגדי כוונון, הגדרת ספק הכוח די פשוטה. ראשית, כיול את מד מתח על ידי חיבור חיצוני למסופי הפלט. סיבוב נגד הכוונון, המחובר בסדרה עם ראש החץ של מד מתח, אנו משיגים קריאות שוות. לאחר מכן אנו מחברים כל עומס עם מד זרם לפלט ומכוונים את מגבר השונט. בעזרת סיבוב כל אחד משלושה נגדים בין-קויים אנו משיגים צירוף מקרים של קריאות על כל אחד משלושת טווחי המדידה של מד זרם - במקרה שלי הוא 50 mA, 500 mA ו- 5A. בשלב הבא קבענו את זרמי ההגנה הדרושים בעזרת ארבעה נגדי כוונון. לא קשה לעשות זאת, בהתחשב בכך שהמדד הסטנדרטי כבר מכויל ומציג את הזרם המדויק. אנו מגדילים בהדרגה את המתח (הזרם עולה גם כן) ומביטים בזרם בו מופעלת ההגנה. לאחר מכן אנו מסובבים כל אחד מהנגדים, מכוונים את ארבעת זרמי ההגנה הדרושים, שביניהם ניתן לעבור באמצעות מתג החיוג. כעת נותר רק להגדיר את הסף הרצוי לחיישן טמפרטורת הרדיאטור - ההגדרה הושלמה.

צפו בסרטון