AC - +15V, -15V 1A muuttuja ja 5V 1A kiinteä penkki DC -virtalähde: 8 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 08:59

Virtalähde on sähkölaite, joka toimittaa sähköä sähkökuormalle. Tässä mallivirtalähteessä on kolme puolijohdekäyttöistä tasavirtalähdettä. Ensimmäinen syöttö antaa vaihtelevan positiivisen 1,5 - 15 voltin tehon jopa 1 ampeerilla. Toinen antaa negatiivisen 1,5 --15 volttia 1 ampeerilla. Kolmannessa on kiinteä 5V 1 ampeerilla. Kaikki tarvikkeet ovat täysin säänneltyjä. Erityinen IC -piiri pitää lähtöjännitteen.2 V: n sisällä, kun siirrytään kuormittamattomasta 1 ampeeriin. Lähtö on täysin suojattu oikosululta. Tämä virtalähde on ihanteellinen käytettäväksi koululaboratorioissa, huoltoliikkeissä tai missä tahansa, missä tarvitaan tarkkaa tasavirtajännitettä.

Vaihe 1: Miten toimitukset toimivat?

Syöttö koostuu kahdesta piiristä, joista toinen on kiinteä 5 voltin lähtö ja toinen on 0 …+15 ja -15 muuttuva syöttö, joista jokainen selitetään alla. Se koostuu tehomuuntajasta, tasasuuntaajan tasosta ja säätimen vaiheesta.

1. 220 V AC: n vähentäminen muuntajalla: Säätimien tulon oletetaan olevan noin missä tahansa 1,5-40 voltin välillä. Joten 220v AC poistettiin muuntajalla. 220 V AC päävirrasta syötetään muuntajan toisiokäämiin sulakkeen ja kytkimen kautta, mikä alentaa sen 18 volttiin. Muuntajan kierrosuhde oli 12: 1. Testattaessa muuntajan avoimen piirin jännite osoittautui 22 voltiksi. Ensinnäkin se vähentää 220 VAC: n tulon 17 VAC: iin ja 9 VAC: iin, jotta oikea jännite pääsee tasasuuntaajan vaiheisiin. Toiseksi se eristää virtalähteen ulostulon 220VACline -verkosta. Tämä estää käyttäjää vaaralliselta jänniteshokilta, jos käyttäjä seisoo maadoitetulla alueella. Keskellä napautetussa muuntajassa on kaksi toisiokäämiä, jotka ovat 180 astetta pois vaiheesta.
2. AC -DC -muunnin: AC: n korjaamiseen (muuntaminen AC: stä DC: ksi) käytettiin diodien siltakonfiguraatiota, joka katkaisi AC: n negatiivisen syklin ja muutti sen sykkiväksi DC: ksi. Kukin diodi toimii vain silloin, kun se on eteenpäin bias -tilassa (kun jännite anodilla on korkeampi kuin jännite katodilla). Tässä DC: ssä oli joitain aaltoja, joten kondensaattoria käytettiin suhteellisen tasoittaa sitä ennen lähettämistä säätöpiiriin.
3. Säätimen piiri: Virtalähteen säätöpiiri koostuu integroidusta piiristä LM-317 ja LM-337. LM317 syöttää yli 1,5 A kuormitusvirtaa, jonka lähtöjännite on säädettävissä alueella 1,2-37 V. LM337 -sarja on säädettävä 3 -napainen negatiivinen jännitesäädin, joka pystyy syöttämään yli -1,5 A -1,2 --37 V lähtöjännitealueella. Ne ovat poikkeuksellisen helppokäyttöisiä ja vaativat vain kaksi ulkoista vastusta lähtöjännitteen asettamiseen. Lisäksi sekä linja- että kuormasäätö ovat parempia kuin tavalliset kiinteät säätimet. LM317/LM377: n lähtöjännite määräytyy kahden takaisinkytkentävastuksen R1 ja R2 suhteen, jotka muodostavat potentiaalijakajaverkon lähtöliittimen poikki. Takaisinkytkentävastuksen R1 jännite on vakio 1,25 V: n vertailujännite, Vref "Lähtö" ja "säätö" -liitin. Sitten mikä tahansa virta, joka kulkee vastuksen R1 läpi, virtaa myös vastuksen R2 läpi (jättäen huomiotta hyvin pienen säätöliittimen virran), jolloin jännitehäviöiden summa R1: n ja R2: n välillä on yhtä suuri kuin lähtöjännite Vout. Ilmeisesti tulojännitteen Vin on oltava vähintään 2,5 volttia suurempi kuin vaadittu lähtöjännite säätimen virran saamiseksi.
4. Suodatin: LM317/337: n lähtö syötettiin kondensaattoriin sykkivän vaikutuksen suodattamiseksi. Ja sitten se lähetettiin lähtöön. On huomattava, että kondensaattorin napaisuus on pidettävä mielessä ennen sen asettamista.

5V kiinteä tasavirtalähde

5v DC toimii samalla periaatteella, mutta siihen käytetty säädin on kiinteä 7805. Myös käytetty muuntaja oli 220V - 9V AC.

Vaihe 2: Piirikaavio ja tarvittavat komponentit:

Piirikaavio ja tarvittavat komponentit on lueteltu yllä olevissa kuvissa.

Vaihe 3: Simulaatiot ja PC -asettelu

Proteuksen kaavio ja simulaatiot:

Kaavamaista piiriä simuloitiin sen selvittämiseksi, toimiiko piiri oikein ja saavuttaa tavoitteemme ± 15 V: n muuttuja ja 5 V: n kiinteä virtalähde. Mikä varmistettiin mittaamalla lähtöjännite monimetrin avulla.

Proteus -piirilevyasettelu:

Kaavamainen piiri testin jälkeen muutettiin sitten PCB -asetteluksi. Komponentit asetetaan ensin ja reititys suoritetaan automaattisen reitityksen avulla. Virtajohdon leveys on T80, kun taas muun johdon leveys on T70. Levyn pituus valittiin 6 x 8 tuumaa. 3D -asettelu tarkistettiin myös odotetun piirilevyn suunnittelun osalta. Asettelu valmistumisen jälkeen ja sen testaaminen, onko polut ristissä, viedään PDF -tiedostona. Vain levyn reuna ja pohjakerros on valittu PDF -tiedostoon ja loput poistetaan. Se antaa meille tuloksen koko piirilevyn raidasta.

Vaihe 4: PCB -tulostus

Voipaperille tulostaminen:

Raita, joka saatiin PDF -tiedostona, painettiin voipaperille. Tähän tarkoitukseen käytettiin tulostinta, jossa oli väriainetta nestemäisen musteen sijasta, koska sitä ei voi siirtää voipaperille. Tätä varten voipaperi leikataan A4 -paperin koon mukaan tulostamisen helpottamiseksi ja leikataan sitten PCB -koon mukaan.

Tulosteen siirtäminen voipaperista piirilevyyn:

Voipaperi asetetaan piirilevyn päälle. Kuumaa silitysrautaa käytetään voipaperin puristamiseen, mikä johtaa raidan valokopiointiin PCB -levylle värimusteen kuumentumisen vuoksi. Tämän jälkeen jälkikorjaukset tehdään pysyvällä merkillä.

Etsaus:

Kun raita siirretään piirilevylle, seuraavaksi levy upotetaan uuniin asetettuun ferrikloridilla täytettyyn astiaan, mikä johtaa kuparin poistamiseen kaikilta piirilevyiltä lukuun ottamatta tulostettua raitaa, mikä johtaa muoviarkkiin, jossa on kuparia vain radalla.

Poraus:

Piirilevyn valmistelun jälkeen reiät porataan Pcb -poralla pitämällä sitä keskellä, jotta pora pysyy 90 asteen kulmassa piirilevyyn nähden ja ilman ylimääräistä painetta, muuten poranterä rikkoutuu. Reiät transistoreille, liittimille, säätimille Diodit tehdään suuremmiksi kuin tavalliset vastukset, kondensaattorit jne.

Puhdistus ohenteella/bensiinillä:

Piirilevy pestään muutamalla tipalla ohennetta tai bensiiniä saatavuuden mukaan niin, että muste poistetaan radalta komponentin täydelliseksi juottamiseksi PCB: lle. Piirilevy on valmis juotettavaksi komponenttien kanssa.

Komponenttien juottaminen:

Komponentit juotetaan sitten piirilevylle Proteus -piirilevyasettelun mukaisesti. Komponentit juotetaan varoen, jotta ne eivät aiheuta oikosulkua raiteille tai pisteille. Komponenttien, kuten kondensaattoreiden/transistorien, napaisuudet pidetään mielessä. Jäähdytyselementit kiinnitetään säätimillä tahnalla paremman johtavuuden saavuttamiseksi ja juotetaan PCB: n kanssa. samoin

Testaus:

Viimeisen kerran PCB testataan mahdollisen oikosulun aikana juotettaessa levyn komponentteja. Tämän jälkeen PCB kytkettiin päälle ja huomattiin lähtö, joka oli halutun lähdön mukainen. PCB on valmis asetettavaksi koteloon.

Vaihe 5: Kotelon valmistelu

Esivalmistettu kotelo, jolla on perusasettelu, ostettiin markkinoilta ja sitä muutettiin halutun vaatimuksen mukaan. Sen mukana tuli kaksi reikää kahdelle sidontapylväälle, joten koteloon porattiin lisäksi 4 reikää sidontapostille ja 2 potentiometrille. Myös naaraspuolinen 3 -napainen pistorasia asetettiin verkkolaitteen liittämisen helpottamiseksi. Ulkopuolelle asetettiin myös kytkin virtalähteen kytkemiseksi päälle tai pois. Tämän lisäksi toimitukseen on asennettu VOLTMETER, joka helpottaa käyttäjän luettavuutta/valintaa.

Vaihe 6: Syöttölaitteen määrittäminen

Muuntajat ja piiri sijoitettiin koteloon puu-/eristyslevyn avulla, jotta vältyttäisiin rungon oikosululta. Pultteja ja nippusiteitä käytettiin komponenttien pitämiseen yhdessä. Sidontapylväät, sulakkeenpitimen potentiometrit ja painike asennettiin koteloon. Hyppyjohtoa käytettiin liittämiseen ja juotettiin liitoksen varmistamiseksi. kutistekalvoa käytettiin liitosten kiinnittämiseen ja oikosulun välttämiseen. Tarjonta testattiin.

Vaihe 7: Kuorman säätö

Kuorma kytkettiin syöttöjännitteeseen ja lähtöjännitteen lasku tapahtui, mikä johtui johtimien/ piirilevyjen/ liitäntäpisteiden vastusten laskusta. Joten tämän huomioon ottamiseksi LM317/LM337: n vastuksen arvoja muutettiin niin, että kuormitusjännite oli 15 volttia. Koska lähtöjännite oli avoimen piirin jännite.

Vaihe 8: Lopullinen testaus/havainnot

Syöttöjännitemittari toimi vain yli 7 V: n jännitetasoilla (muita ei saatavana markkinoilla). Joten käyttämällä parempaa volttimittaria voidaan mitata myös alempia jännitearvoja. Edullisesti käyttämällä kaksisuuntaista analogista volttimittaria ja käyttämällä kytkintä mitattavan arvon muuttamiseen (+ve syöttö tai –ve syöttöjännite), se voitaisiin tehdä käytännöllisemmäksi.

Kaiken kaikkiaan se oli mielenkiintoinen projekti. Paljon opittiin, kun olin perehtynyt piirilevyjen valmistukseen, syöttöongelmiin ja vaihtelevan jännitteen säätimiin.

Käy myös osoitteessa https://easyeeprojects.blogspot.com/ tulevista projekteista.:)