Elektronik devreleri monte eden her kişinin, çıkış voltajını geniş bir aralıkta değiştirmesine, akımı kontrol etmesine ve gerekirse elektrikli cihazı kapatmasına olanak tanıyan evrensel bir güç kaynağına ihtiyacı vardır. Mağazalarda bu tür laboratuvar güç kaynakları çok pahalıdır, ancak ortak radyo bileşenlerinden kendiniz bir tane monte edebilirsiniz.
Sunulan güç kaynağı şunları içerir:
- 24 volta kadar voltaj ayarı;
- Yüke sağlanan maksimum akım 5 ampere kadardır;
- Çeşitli sabit değer seçenekleriyle akım koruması;
- Yüksek akımlarda çalışma için aktif soğutma;
- Akım ve voltaj göstergelerini çevirin;
Voltaj regülatör devresi
Bir voltaj regülatörü için en basit ve en uygun fiyatlı seçenek, voltaj dengeleyici adı verilen özel bir mikro devre üzerindeki devredir. En uygun seçenek LM338'dir, maksimum 5 A akım ve minimum çıkış dalgalanması sağlar. LM350 ve LM317 de burada uygundur, ancak bu durumda maksimum akım sırasıyla 3 A ve 1,5 A olacaktır.Gerilimi düzenlemek için değişken bir direnç kullanılır; değeri, çıkışta elde edilmesi gereken maksimum gerilime bağlıdır. Gereken maksimum çıkış 24 volt ise 4,3 kOhm dirençli değişken bir direnç gerekir. Bu durumda standart 4,7 kOhm'luk bir potansiyometre alıp buna 47 kOhm'luk bir sabiti paralel bağlamanız gerekir, toplam direnç yaklaşık 4,3 kOhm olacaktır. Tüm devreye güç sağlamak için 24-35 volt voltajlı bir DC kaynağına ihtiyacınız var, benim durumumda bu, yerleşik redresöre sahip normal bir transformatördür. Akıma uygun laptop şarj cihazlarını veya diğer çeşitli darbe kaynaklarını da kullanabilirsiniz.
Bu voltaj regülatörü doğrusaldır; bu, giriş ve çıkış voltajı arasındaki tüm farkın bir çipe düştüğü ve ısı şeklinde onun üzerinde dağıldığı anlamına gelir. Yüksek akımlarda bu çok kritiktir, bu nedenle mikro devrenin büyük bir radyatöre kurulması gerekir, bunun için en uygun olanı, bir fanla eşleştirilmiş bir bilgisayar işlemcisinden gelen bir radyatördür. Fanın her zaman boşuna dönmemesini, yalnızca radyatör ısındığında açılmasını sağlamak için küçük bir sıcaklık sensörünün monte edilmesi gerekir.
Fan kontrol devresi
Direnci sıcaklığa bağlı olarak değişen bir NTC termistörüne dayanmaktadır - sıcaklık arttıkça direnç önemli ölçüde azalır ve bunun tersi de geçerlidir. İşlemsel yükselteç, termistörün direncindeki değişiklikleri kaydeden bir karşılaştırıcı görevi görür. Çalışma eşiğine ulaşıldığında, op-amp'in çıkışında voltaj belirir, transistör fanın kilidini açar ve fanın yanmasıyla birlikte fanı çalıştırır. Işık yayan diyot. Düzeltme direnci, yanıt eşiğini ayarlamak için kullanılır; değeri, termistörün oda sıcaklığındaki direncine göre seçilmelidir. Diyelim ki termistörün direnci 100 kOhm'dur, bu durumda kesme direncinin nominal değeri yaklaşık 150-200 kOhm olmalıdır. Bu şemanın ana avantajı histerezisin varlığıdır, yani. fanı açma ve kapatma eşikleri arasındaki farklar. Histerezis sayesinde eşiğe yakın sıcaklıklarda fan sık sık açılıp kapanmaz. Termistör doğrudan radyatöre bağlanır ve uygun herhangi bir yere monte edilir.
Akım koruma devresi
Belki de tüm güç kaynağının en önemli kısmı akım korumasıdır. Şu şekilde çalışır: Şönt üzerindeki voltaj düşüşü (0,1 Ohm direnç) 7-9 volt seviyesine yükseltilir ve bir karşılaştırıcı kullanılarak referansla karşılaştırılır. Karşılaştırma için referans voltajı, sıfır ila 12 volt aralığındaki dört düzeltme direnci tarafından ayarlanır, işlemsel yükselticinin girişi, dirençlere 4 konumlu bir çevirme anahtarı aracılığıyla bağlanır. Böylece bisküvi anahtarının konumunu değiştirerek koruma akımları için önceden ayarlanmış 4 seçenek arasından seçim yapabiliriz. Örneğin şu değerleri ayarlayabilirsiniz: 100 mA, 500 mA, 1,5 A, 3 A. Sürgülü anahtar tarafından ayarlanan akım aşılırsa koruma çalışacak, çıkışa voltaj akışı duracak ve Işık yayan diyot. Korumayı sıfırlamak için düğmeye kısaca basmanız yeterlidir, çıkış voltajı tekrar görünecektir.Kazancı (hassasiyet) ayarlamak için beşinci düzeltme direnci gereklidir; 1 Amperlik şöntten geçen bir akımla op-amp çıkışındaki voltaj yaklaşık 1-2 volt olacak şekilde ayarlanmalıdır. Koruma için histerezis ayar direnci, devrenin mandallamasının "açıklığından" sorumludur, çıkış voltajı tamamen kaybolmazsa ayarlanması gerekir.Bu devre iyidir çünkü yüksek tepki hızına sahiptir ve korumayı anında açar akım aşıldığında.
Akım ve gerilim gösterge ünitesi
Çoğu laboratuvar güç kaynağı, değerleri ekranda sayı olarak görüntüleyen dijital voltmetreler ve ampermetrelerle donatılmıştır. Bu seçenek kompakttır ve iyi okuma doğruluğu sağlar, ancak okunması tamamen sakıncalıdır. Bu nedenle, okumaları algılaması kolay ve hoş olan gösterge için ok uçlarının kullanılmasına karar verildi. Bir voltmetre durumunda her şey basittir - yaklaşık 1-2 MOhm dirençli bir kesme direnci aracılığıyla güç kaynağının çıkış terminallerine bağlanır. Ampermetrenin düzgün çalışması için devresi aşağıda gösterilen bir şönt amplifikatöre ihtiyacınız vardır.
Kazanımı ayarlamak için bir trim direncine ihtiyaç vardır; çoğu durumda onu orta konumda bırakmak yeterlidir (yaklaşık 20-25 kOhm). İşaretçi kafası, ampermetrenin maksimum sapma akımının ayarlandığı üç kesme direncinden birini seçebileceğiniz bir bisküvi anahtarı aracılığıyla bağlanır. Böylece ampermetre üç aralıkta çalışabilir - 50 mA'ya kadar, 500 mA'ya kadar, 5A'ya kadar, bu, herhangi bir yük akımında okumaların maksimum doğruluğunu sağlar.
Güç kaynağı kartı aksamı
Baskılı devre kartı:Artık tüm teorik hususlar dikkate alındığına göre yapının elektronik kısmını birleştirmeye başlayabiliriz. Güç kaynağının tüm elemanları - voltaj regülatörü, radyatör sıcaklık sensörü, koruma ünitesi, ampermetre için şönt amplifikatörü - boyutları 100x70 mm olan tek bir kart üzerine monte edilmiştir. Kart LUT yöntemi kullanılarak yapılmıştır; aşağıda üretim sürecinin birkaç fotoğrafı bulunmaktadır.
Direnci azaltmak için yük akımının aktığı güç yollarının kalın bir lehim tabakasıyla kalaylanması tavsiye edilir. İlk olarak tahtaya küçük parçalar takılır.
Bundan sonra diğer tüm bileşenler. Sıcaklık sensörüne ve soğutucuya güç sağlayan 78L12 yongası, baskılı devre kartında yeri sağlanan küçük bir radyatöre takılmalıdır. Son olarak üzerinde fan, termistör, koruma sıfırlama butonu, bisküvi anahtarlarının bulunduğu kart üzerine teller lehimlenir. LED'lerLM338 çipi, voltaj girişi ve çıkışı. Gerilim girişini bir DC konektörü aracılığıyla bağlamak en uygunudur, ancak bunun büyük bir akım sağlaması gerektiği dikkate alınmalıdır. Tüm güç kabloları akıma uygun kesitte, tercihen bakır kullanılmalıdır. Baskılı devre kartının artı çıkışı, çıkış terminallerine doğrudan değil, iki grup kontaklı bir geçiş anahtarı aracılığıyla gider. İkinci grup açılıp kapanıyor Işık yayan diyotterminallere voltaj sağlanıp sağlanmadığını gösterir.
Muhafaza montajı
Kasa hazır olarak bulunabilir veya kendiniz monte edilebilir. Benim yaptığım gibi örneğin kontrplak ve suntadan yapabilirsiniz. Her şeyden önce, tüm kontrollerin kurulacağı dikdörtgen bir ön panel kesilir.
Daha sonra kutunun duvarları ve tabanı yapılır ve yapı kendinden kılavuzlu vidalarla birbirine sabitlenir. Çerçeve hazır olduğunda tüm elektronik aksamları içeriye monte edebilirsiniz.
Kontroller, işaretçi kafaları, LED'ler ön paneldeki yerlerine, kart kasanın içine, radyatör ve fan ise arka panele monte edilir. LED'leri monte etmek için özel tutucular kullanılır. Özellikle alan izin verdiği için çıkış terminallerinin çoğaltılması tavsiye edilir. Kasanın boyutlarının 290x200x120 mm olduğu ortaya çıktı, kasanın içinde hala çok fazla boş alan var ve örneğin tüm cihaza güç sağlayacak bir transformatör buraya sığabilir.
Ayarlar
Çok sayıda düzeltici dirence rağmen güç kaynağının kurulumu oldukça basittir. Öncelikle çıkış terminallerine harici bir bağlayarak voltmetreyi kalibre ediyoruz. Voltmetrenin işaretçi kafasına seri olarak bağlanan kesme direncini döndürerek okuma eşitliği elde ederiz. Daha sonra çıkışa bir ampermetre ile bir miktar yük bağlarız ve şönt amplifikatörü kalibre ederiz. Üç alt simge direncinin her birini döndürerek, ampermetrenin üç ölçüm aralığının her birindeki okumalarda tesadüf elde ederiz - benim durumumda bu 50 mA, 500 mA ve 5A'dır. Daha sonra dört adet trim direnci kullanarak gerekli koruma akımlarını ayarlıyoruz. Standart ampermetrenin zaten kalibre edildiği ve tam akımı gösterdiği göz önüne alındığında, bunu yapmak zor değildir. Gerilimi kademeli olarak artırıyoruz (aynı zamanda akım da artıyor) ve korumanın hangi akımda tetiklendiğini görüyoruz. Daha sonra dirençlerin her birini döndürerek, aralarında bir çevirmeli anahtar kullanarak geçiş yapabileceğiniz dört gerekli koruma akımını ayarlıyoruz. Artık geriye kalan tek şey radyatör sıcaklık sensörünün istenen tepki eşiğini ayarlamaktır - kurulum tamamlandı.
