Maiņstrāvas līdz +15V, -15V 1A mainīgs un 5V 1A līdzstrāvas līdzstrāvas barošanas avots: 8 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:51

Barošanas avots ir elektriskā ierīce, kas piegādā elektroenerģiju elektriskai slodzei. Šim modeļa barošanas avotam ir trīs cietvielu līdzstrāvas barošanas avoti. Pirmā barošana nodrošina mainīgu pozitīvu 1,5 līdz 15 voltu jaudu līdz 1 ampēriem. Otrais dod negatīvu 1,5 līdz -15 voltu pie 1 ampēriem. Trešajam ir fiksēts 5V pie 1 ampēriem. Visas piegādes ir pilnībā reglamentētas. Īpaša IC shēma saglabā izejas spriegumu.2V robežās, pārejot no slodzes uz 1 ampēriem. Izeja ir pilnībā aizsargāta pret īssavienojumiem. Šī barošana ir ideāli piemērota izmantošanai skolu laboratorijās, servisa veikalos vai jebkur, kur nepieciešams precīzs līdzstrāvas spriegums.

1. darbība. Kā darbojas piegāde?

Padeve sastāv no divām ķēdēm, viena ir fiksēta 5 V izeja, bet otra ir no 0 līdz+15, un -15 mainīga barošana ar katru sadaļu, kas izskaidrota turpmāk. Tas sastāv no jaudas transformatora, līdzstrāvas taisngrieža pakāpes un regulatora pakāpes.

1. 220 V maiņstrāvas samazināšana, izmantojot transformatoru: tā kā regulatoru ieejai vajadzētu būt aptuveni no 1,5 līdz 40 voltiem. Tātad 220V maiņstrāva tika samazināta, izmantojot transformatoru. 220V maiņstrāva no strāvas tiek piegādāta transformatora sekundārajai spolei, izmantojot drošinātāju un slēdzi, kas samazina to līdz 18 voltiem. Transformatora pagrieziena attiecība bija 12: 1. Pārbaudot, transformatora atvērtās ķēdes spriegums izrādījās 22 volti. Transformatoram ir divi mērķi. Pirmkārt, tas samazina 220VAC ieeju līdz 17VAC un 9VAC, lai ļautu pareizajam spriegumam iekļūt taisngrieža posmos. Otrkārt, tas izolē barošanas avota izeju no 220VACline. Tas pasargā lietotāju no bīstama sprieguma trieciena, ja lietotājs stāv zemē. Centrālam transformatoram ir divi sekundārie tinumi, kas ir par 180 grādiem ārpus fāzes.
2. Maiņstrāvas līdzstrāvas pārveidotājs: maiņstrāvas labošanai (pārveidošana no maiņstrāvas uz līdzstrāvu) tika izmantota diodes tilta konfigurācija, kas nogrieza maiņstrāvas negatīvo ciklu un pārveidoja to par pulsējošu līdzstrāvu. Katra diode darbojas tikai tad, ja tā ir priekšējā slīpuma stāvoklī (ja spriegums pie anoda ir augstāks par spriegumu pie katoda). Šajā līdzstrāvā bija daži viļņojumi, tāpēc pirms nosūtīšanas uz regulēšanas ķēdi tika izmantots kondensators, lai to salīdzinoši izlīdzinātu.
3. Regulatora ķēde: barošanas avota regulatora ķēde sastāv no integrētās shēmas LM-317 un LM-337. LM317 piegādā vairāk nekā 1,5 A slodzes strāvu ar izejas spriegumu, kas regulējams diapazonā no 1,2 līdz 37 V. LM337 sērija ir regulējami 3 -terminālu negatīvā sprieguma regulatori, kas spēj piegādāt vairāk nekā -1,5 A no -1,2 līdz -37 V izejas sprieguma diapazonā. Tos ir ārkārtīgi viegli lietot, un izejas sprieguma iestatīšanai nepieciešami tikai divi ārēji rezistori. Turklāt gan līnijas, gan slodzes regulēšana ir labāka nekā standarta fiksētie regulatori. LM317/LM377 izejas spriegumu nosaka divu atgriezeniskās saites rezistoru R1 un R2 attiecība, kas veido potenciālo dalītāju tīklu visā izejas spailē. Spriegums visā atgriezeniskās saites rezistorā R1 ir nemainīgs 1,25 V atskaites spriegums, Vref tiek ražots starp “Izvades” un “regulēšanas” terminālis. Tad jebkura strāva, kas plūst caur rezistoru R1, plūst arī caur rezistoru R2 (ignorējot ļoti mazo regulēšanas spailes strāvu), un sprieguma kritumu summa R1 un R2 ir vienāda ar izejas spriegumu Vout. Acīmredzot ieejas spriegumam Vin jābūt vismaz par 2,5 voltiem lielākam par nepieciešamo izejas spriegumu, lai barotu regulatoru.
4. Filtrs: LM317/337 izeja tika ievadīta kondensatorā, lai filtrētu pulsējošo efektu. Un tad tas tika nosūtīts uz izvadi. Jāatzīmē, ka pirms kondensatora ievietošanas ir jāpatur prātā polaritāte.

5V fiksēta līdzstrāvas padeve

5v DC darbojas pēc tāda paša principa, bet tam izmantotais regulators ir fiksēts 7805. Arī izmantotais transformators bija no 220V līdz 9V AC.

2. darbība: shēmas shēma un nepieciešamās sastāvdaļas:

Ķēdes shēma un nepieciešamās sastāvdaļas ir norādītas iepriekš redzamajos attēlos.

3. darbība: simulācijas un Pcb izkārtojums

Proteus shēma un simulācijas:

Shēmas shēma tika modelēta, lai noskaidrotu, vai ķēde darbojas pareizi un vai tiek sasniegts mūsu mērķis - ± 15 V mainīgais un 5 V fiksētais barošanas avots. Kas tika pārbaudīts, izmērot izejas spriegumu ar multimetra palīdzību.

Proteus PCB izkārtojums:

Pēc tam shematiskā shēma pēc pārbaudes tika pārveidota par tās PCB izkārtojumu. Vispirms tiek ievietoti komponenti, un maršrutēšana tiek veikta, izmantojot automātisko maršrutēšanu. Strāvas stieples platums ir T80, bet pārējās stieples platums ir T70. Plāksnes garums tika izvēlēts kā 6 x 8 collas. Paredzētajam PCB dizainam tika pārbaudīts arī 3D izkārtojums. Izkārtojums pēc pabeigšanas un pārbaude, vai ceļi nekrustojas, tiek eksportēts kā PDF. PDF failā ir atlasīta tikai tāfeles mala un apakšējais slānis, bet pārējais nav atlasīts. Tas dod mums visas PCB dziesmas izdruku.

4. solis: PCB drukāšana

Drukāšana uz sviesta papīra:

Dziesma, kas tika iegūta kā PDF fails, tika izdrukāta uz sviesta papīra. Šim nolūkam tika izmantots printeris ar toneri, nevis šķidro tinti, jo to nevar pārvietot uz sviesta papīra. Šim nolūkam sviesta papīrs tiek sagriezts tā, lai tas atbilstu A4 papīra izmēram, lai to varētu viegli drukāt, un pēc tam sagriež tā, lai tas atbilstu PCB izmēram.

Drukas pārsūtīšana no sviesta papīra uz PCB plāksni:

Sviesta papīrs tiek novietots uz PCB plates. Sviesta papīra presēšanai tiek izmantots karsts gludeklis, kā rezultātā tonera tintes sakarsēšanas dēļ sliede tiek kopēta uz PCB plates. Pēc tam sliežu labojumi tiek veikti, izmantojot pastāvīgo marķieri.

Kodināšana:

Pārnesot sliežu ceļu uz PCB plates, nākamajā darbībā plāksni iemērc traukā, kas piepildīts ar dzelzs hlorīdu, kas ievietots cepeškrāsnī, kā rezultātā varš tiek noņemts no visas PCB plāksnes, izņemot iespiesto sliežu ceļu, kā rezultātā tiek iegūta plastmasas loksne ar varš atrodas tikai trasē.

Urbšana:

Pēc PCB sagatavošanas caurumi tiek urbti, izmantojot Pcb urbi, turot to vidū, lai turētu urbi 90 grādu leņķī pret PCB, un nepiemērojot papildu spiedienu, pretējā gadījumā urbis salūzīs. Caurumi tranzistoriem, savienotājiem, regulatoriem Diodes ir lielākas nekā parastajiem rezistoriem, kondensatoriem utt.

Tīrīšana, izmantojot šķidrinātāju/benzīnu:

PCB plāksni mazgā ar dažiem pilieniem atšķaidītāja vai benzīna atkarībā no pieejamības, lai tinte tiktu noņemta no sliežu ceļa, lai perfekti pielodētu komponentu uz PCB. PCB ir gatavs lodēšanai ar sastāvdaļām.

Komponentu lodēšana:

Pēc tam sastāvdaļas tiek pielodētas uz PCB plates saskaņā ar Proteus PCB izkārtojumu. Sastāvdaļas ir pielodētas piesardzīgi, nesaslēdzot sliežu ceļus vai punktus. Jāpatur prātā tādu komponentu polaritāte kā kondensatori/tranzistori. Siltuma izlietnes tiek pievienotas ar regulatoriem, izmantojot pastu, lai nodrošinātu labāku vadītspēju, un pielodētas ar PCB. Līdzīgi

Pārbaude:

Pēdējo reizi PCB tiek pārbaudīts, vai nav īss, lodējot uz tāfeles esošās sastāvdaļas. Pēc tam PCB tika ieslēgts un tika atzīmēta izeja, kas atbilst vēlamajai izejai. PCB ir gatavs ievietošanai korpusā.

5. solis: apvalka sagatavošana

Iepriekš izgatavots korpuss ar pamata izkārtojumu tika nopirkts no tirgus un tika pārveidots atbilstoši vēlamajām prasībām. Tam bija divi caurumi diviem iesiešanas stabiem, tāpēc korpusā tika urbti vēl 4 caurumi iesiešanas stabam un 2 potenciometriem. Tika ievietota arī sieviešu 3 kontaktu ligzda, lai viegli savienotu maiņstrāvas padeves kabeli. Ārpusē tika novietots arī slēdzis, lai ieslēgtu vai izslēgtu strāvas padevi. Papildus tam piegādē tika uzstādīts VOLTMETER, lai lietotājam būtu viegli lasāmība/izvēle.

6. darbība: piegādes iestatīšana

Transformatori un ķēde tika ievietoti korpusā ar koka/izolācijas loksnes palīdzību, lai izvairītos no ķermeņa īssavienojuma. Sastāvdaļu kopā turēšanai tika izmantotas skrūves un kabeļu saites. Uz korpusa tika uzstādīti iesiešanas stabi, drošinātāju turētāja potenciometri un poga. Savienošanai tika izmantots džempera vads, un tas tika pielodēts, lai nostiprinātu savienojumu. saraušanās aptinums tika izmantots, lai nostiprinātu savienojumus un izvairītos no īssavienojuma. Piegāde tika pārbaudīta.

7. solis: slodzes regulēšana

Piegādes izejai tika pievienota slodze, un tika konstatēts izejas sprieguma kritums, kas bija saistīts ar vadu/ PCB sliežu/ savienojuma punktu pretestības kritumu. Lai to apmierinātu, LM317/LM337 rezistoru vērtības tika mainītas tā, lai nodrošinātu 15 voltu slodzes spriegumu. Tā kā spriegums, kas bija izejā, bija atvērtas ķēdes spriegums.

8. solis: galīgā pārbaude/novērojumi

Piegādē izmantotais voltmetrs strādāja tikai pie sprieguma līmeņiem virs 7v (citi nav pieejami tirgū). Tātad, izmantojot labāku voltmetru, varēja izmērīt arī zemākas sprieguma vērtības. Vēlams izmantot divvirzienu analogo voltmetru un slēdzi, lai mainītu izmērāmo vērtību (+ve barošanas vai –ve barošanas spriegums), to varētu padarīt praktiskāku.

Kopumā tas bija interesants projekts. Es uzzināju daudz, iepazīstoties ar PCB ražošanu, barošanas un mainīgā sprieguma regulatoru izgatavošanas problēmām.

Lūdzu, apmeklējiet arī vietni https://easyeeprojects.blogspot.com/ par gaidāmajiem projektiem.:)