DIY analogā mainīgā stenda barošanas avots ar precīzas strāvas ierobežotāju: 8 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:56

Šajā projektā es jums parādīšu, kā izmantot slaveno LM317T ar strāvas pastiprinātāja jaudas tranzistoru un kā izmantot lineārās tehnoloģijas LT6106 strāvas sensoru pastiprinātāju precīzas strāvas ierobežotājam. Šī shēma var ļaut izmantot līdz pat 5A, bet šoreiz to izmanto tikai 2A vieglai slodzei, jo es izvēlos 24V 2A salīdzinoši mazu transformatoru un nelielu korpusu. Un es dodu priekšroku izejas spriegumam no 0,0V, tad pievienoju virkni diode (-u), lai atceltu LM317 minimālo izejas spriegumu 1,25V. šis spec. arī ļauj aizsargāt pret īssavienojumu. Šīs shēmas tiek apvienotas, lai izveidotu analogo mainīgā stenda barošanas bloku, kas ar precizitātes strāvas ierobežotāju ģenerē 0,0V-28V un 0,0A-2A. Regulēšana un trokšņa grīdas veiktspēja ir diezgan laba salīdzinājumā ar līdzstrāvas līdzstrāvas pārveidotāja barošanas avotiem. Tāpēc šo modeli labāk izmantot īpaši analogām audio lietojumprogrammām. Sāksim !

1. darbība: shematisks un detaļu saraksts

Es gribētu jums parādīt visu šī projekta shēmu.

Lai atvieglotu izskaidrošanu, es sadalīju cauruma shēmu trīs daļās. ① Maiņstrāvas ievades sadaļa, ② Vidējā daļa (Līdzstrāvas vadības ķēdes), ③ Izejas sadaļa.

Es vēlos turpināt izskaidrot katras sadaļas detaļu sarakstu.

2. darbība. Sagatavošanās lietas urbšanai un urbšana

Vispirms mums vajadzētu savākt ārējās detaļas un urbt lietu (korpusu).

Šī projekta korpusa dizains tika veikts ar Adobe illustrator.

Attiecībā uz detaļu izvietošanu es daudz izmēģināju un kļūdījos, apsverot un pieņemot lēmumu kā pirmo fotoattēlu.

Bet man patīk šis brīdis, jo es varu sapņot, ko man darīt? vai kas ir labāks?

Tas ir kā labs gaidīšanas vilnis. Tas tiešām ir dārgs laiks! lol.

Jebkurā gadījumā es vēlos pievienot arī failu an.ai un.pdf.

Lai sagatavotos korpusa urbšanai, izdrukājiet dizainu uz A4 izmēra līmpapīra un pielīmējiet to pie korpusa.

Urbjot lietu, tās būs zīmes, un tas būs korpusa kosmētiskais dizains.

Ja papīrs ir kļuvis netīrs, lūdzu, noņemiet to un pielīmējiet to vēlreiz.

Ja esat sagatavojies korpusa urbšanai, varat sākt korpusa urbšanu atbilstoši korpusa centrā esošajām atzīmēm.

Es ļoti iesaku jums aprakstīt caurumu izmēru uz pielīmētā papīra kā 8Φ, 6Φ.

Izmantojot instrumentus, ir elektriskā urbjmašīna, urbji, pakāpju urbji un rokas knaibles vai dremel rīks.

Lūdzu, esiet piesardzīgs un veltiet pietiekami daudz laika, lai izvairītos no negadījumiem.

Drošība

Nepieciešamas aizsargbrilles un aizsargcimdi.

3. darbība: ① maiņstrāvas ievades sadaļa

Pēc korpusa urbšanas un apdares pabeigšanas sāksim izgatavot elektriskos dēļus un elektroinstalāciju.

Šeit ir detaļu saraksts. Atvainojiet, dažas saites ir japāņu pārdevējam.

Es ceru, ka jūs varat saņemt līdzīgas detaļas no tuvējiem pārdevējiem.

1. Izmantotās sadaļas ① AC ieejas daļas

Pārdevējs: Marutsu detaļas- 1 x RC-3:

Cena: ￥ 1, 330 (aptuveni USD 12)

- 1 x 24V 2A maiņstrāvas transformators [HT-242]:

Cena: 2 790 ((aptuveni 26 ASV dolāri), ja jums patīk 220 V ieeja, izvēlieties [2H-242] ￥ 2, 880

- 1 x maiņstrāvas kods ar spraudni:

Cena: ￥ 180 (aptuveni 1,5 ASV dolāri)

-1 x maiņstrāvas drošinātāju kārba 【F-4000-B】 Sato daļas: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/15361/Cena: 180 (aptuveni 1,5 ASV dolāri)

- 1 x maiņstrāvas barošanas slēdzis (liels) NKK 【M-2022L/B】: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/15771/Cena: 0 380 (aptuveni 3,5 ASV dolāri)

- 1 x 12V/24V slēdzis (mazs) Miyama 【M5550K】: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/112704/Cena: 1 181 (aptuveni 1,7 ASV dolāri)

- 1 x tilta taisngrieža diode (liela) 400V 15A 【GBJ1504-BP】: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/12699673/Cena: 8 318 (aptuveni 3,0 ASV dolāri)

- 1 x tilta taisngrieža diode (maza) 400V 4A 【GBU4G-BP】: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/12703750/Cena: ￥ 210 (aptuveni 2,0 ASV dolāri)

- 1 x liels kondensators 2200uf 50V (ESMH500VSN222MP25S): https://www.marutsu.co.jp/pc/i/52022/Cena: 40 440 (aptuveni USD 4,0)

-1 x 4p aizkavēts terminālis (L-590-4P): https://www.marutsu.co.jp/pc/i/17474/Cena: ￥ 80 (aptuveni 0,7 ASV dolāri)

Atvainojiet par neērtu saiti uz japāņu vietni. Lūdzu, meklējiet pārdevēju, kurš apstrādā līdzīgas daļas, atsaucoties uz šīm saitēm.

4. darbība: vidējā daļa (līdzstrāvas vadības ķēde)

No šejienes tā ir galvenā strāvas padeves līdzstrāvas sprieguma vadības daļa.

Šīs daļas darbība tiks izskaidrota vēlāk, pamatojoties arī uz simulācijas rezultātiem.

Būtībā es izmantoju klasisko LM317T ar lielu jaudas tranzistoru, lai nodrošinātu lielu strāvas izvades spēju līdz 3A.

Un, lai atceltu 1.25V LM317T minimālo izejas spriegumu, es pievienoju D8 diode Vf līdz Q2 Vbe.

Es domāju, ka V8 no D8 ir apm. 0.6V un Q2 Vbe arī apm. 0.65V, tad kopējā summa ir 1.25V.

(Bet šis spriegums ir atkarīgs no If un Ibe, tāpēc, lai izmantotu šo metodi, ir jābūt uzmanīgam)

Daļa ap Q3, ko ieskauj punktēta līnija, nav uzstādīta. (pēc izvēles termiskās izslēgšanas funkcijai.)

Izmantotās detaļas ir šādas, 0．1Ω 2W Akizuki Densho

radiators 【34H115L70】 Multsu Parts

Taisngriežu diode (100V 1A) IN4001 ebay

LM317T sprieguma kontroles IC Akizuki Denshi

General Purose NPN Tr 2SC1815 Akizuki Denshi

U2 LT6106 Current Sense IC Akizuki Denshi

Pitch convert PCB for LT6106 (SOT23) Akizuki Denshi

U3 salīdzinātāja IC NJM2903 Akizuki Denshi

POT 10kΩ, 500Ω, ５KΩ Akizuki Denshi

5. solis: Izvades sadaļa

Pēdējā daļa ir izvades sadaļa.

Man patīk retro analogie skaitītāji, tad es pieņēmu analogo skaitītāju.

Un izejas aizsardzībai es pieņēmu poli slēdzi (atiestatāms drošinātājs).

Izmantotās detaļas ir šādas, Atiestatāms drošinātājs 2.5Ａ REUF25 Akizuki Denshi

2.2KΩ 2W atgaisotāju reģistrators Akizuki Denshi

32V analogā voltmetrs (paneļa mērītājs) Akizuki Denshi

3A Analogs voltmetrs (paneļa mērītājs) Akizuki Denshi

Izejas terminālis MB-126G sarkans un melns Akizuki Denshi

Universāls maizes dēlis 210 x 155 mm Akizuki Denshi

Maizes dēļa terminālis (kā jums patīk) Akizuki

6. darbība. Pabeidziet salikšanu un testēšanu

Līdz šim es domāju, ka arī jūsu galvenā plāksne ir pabeigta.

Lūdzu, turpiniet ar vadu pievienošanu korpusam pievienotajām detaļām, piemēram, pākstīm, skaitītājiem, spailēm.

Ja esat pabeidzis projekta izstrādi.

Pēdējais solis ir projekta pārbaude.

Šīs analogās barošanas avota pamatprasības ir

1, 0 ～ 30V izejas sprieguma rupja regulēšana un smalka regulēšana.

2, 0 ～ 2.0A izejas strāva ar ierobežotāju (es ieteiktu izmantot zem transformatora specifikācijām)

3, izejas sprieguma maiņas slēdzis aizmugurējā panelī, lai samazinātu vides zudumus

(0–12 V, 12–30 V)

Pamata pārbaude

Ķēdes darba pārbaude.

Es izmantoju 5W 10Ω rezistoru kā fiktīvu slodzi, kā parādīts fotoattēlā.

Iestatot 5V, tas nodrošina 0,5A. 10V 1A, 20V 2.0A.

Un, pielāgojot strāvas ierobežojumu savam iecienītākajam līmenim, strāvas ierobežotājs darbojas.

Šajā gadījumā izejas spriegums kļūst zemāks atbilstoši jūsu regulējamai izejas strāvai.

Osciloskopa viļņu formas pārbaude

Es vēlos jums parādīt arī osciloskopa viļņu formas.

Pirmā viļņu forma ir sprieguma pieauguma viļņu forma, kad ieslēdzat iekārtas barošanu.

CH1 (zils) ir tūlīt pēc taisngrieža un aptuveni 2200uF kondensatora. 35V 5V/div).

CH2 (debeszils) ir iekārtas izejas spriegums (2V/div). Tas ir noregulēts uz 12 V un samazina ieejas pulsāciju.

Otrā viļņu forma ir palielināta.

CH1 un CH2 tagad ir 100 mV/div. CH2 pulsācija netiek novērota, jo LM317 IC atgriezeniskā saite darbojas pareizi.

Nākamais solis es gribētu pārbaudīt pie 11 V ar 500 mA strāvas slodzi (22Ω 5W). Vai atceraties Oma zemo I = R / E?

Tad CH1 ieejas sprieguma pulsācija palielinās līdz 350 mVp-p, bet arī CH2 izejas spriegumam pulsācija nav novērota.

Es gribētu salīdzināt ar kādu DC-DC muguras tipa regulatoru ar tādu pašu 500 mA slodzi.

CH2 izejā tiek novērots liels pārslēgšanās troksnis 200mA.

Kā jūs redzat, Vispārīgi runājot, analogā barošana ir piemērota zema trokšņa līmeņa audio lietojumprogrammām.

Kā būtu ar to ?

Ja jums ir vēl kādi jautājumi, lūdzu, jautājiet man.

7. solis: 1. pielikums: shēmas darbības informācija un simulācijas rezultāti

Oho, tik daudz lasītāju virs 1k apmeklēja manu pirmo ziņu.

Man vienkārši patīk redzēt daudzos skatu skaitītājus.

Nu es gribētu atgriezties pie savas tēmas.

Ievades sadaļas simulācijas rezultāti

Esmu izmantojis LT Spice simulatoru, lai pārbaudītu ķēdes dizainu.

Par to, kā instalēt vai izmantot LT Spice, lūdzu, google to.

Tas ir bezmaksas un labs analogs simulators, ko mācīties.

Pirmā shēma ir vienkāršota LT Spice simulācijai, un es arī vēlētos pievienot.asc failu.

Otra shēma ir paredzēta ieejas simulācijai.

Kā transformatora salīdzinošās specifikācijas es definēju sprieguma avota līdzstrāvas nobīdi 0, amplitūdu 36V, frekvenci 60Hz un ieejas rezistoru 5ohm. Kā jūs zināt, transformatora izejas spriegums tiek parādīts vidējā vērtība, tad 24 Vrms izejai jābūt 36 V.

Pirmā viļņu forma ir sprieguma avots + (zaļš) un tilta taisngriezis + w/ 2200uF (zils). Tas sasniegs aptuveni 36 V.

LT Spice nevarēja izmantot mainīgu potenciometru, es gribētu šai shēmai iestatīt fiksētu vērtību.

Izejas spriegums 12V strāvas ierobežojums 1A, piemēram. Es gribētu turpināt nākamo darbību.

Sprieguma kontroles sadaļa, izmantojot LT317T

Nākamajā attēlā parādīta LT317 darbība, būtībā LT317 darbojas kā tā sauktais šunta regulators, tas nozīmē, ka izejas sprieguma tapa Adj. pin vienmēr ir 1,25 V atskaites spriegums neatkarīgi no ieejas sprieguma.

Tas nozīmē arī noteiktu strāvas asiņošanu R1 un R2. Pašreizējais LM317 adj. pin līdz R2 arī pastāv, bet pārāk mazs kā 100uA, tad mēs to varam atstāt novārtā.

Līdz šim jūs varat skaidri saprast pašreizējo I1, kas asiņo R1, vienmēr ir nemainīgs.

Tad mēs varētu izveidot formulu R1: R2 = Vref (1.25V): V2. Es izvēlos 220Ω līdz R1 un 2,2K līdz R2, Tad formula tiek pārveidota V2 = 1,25V x 2,2k / 220 = 12,5V. Jāapzinās, ka reālais izejas spriegums ir V1 un V2.

Pēc tam uz LM317 izejas tapas un GND parādās 13,75 V. Un arī jāapzinās, kad R2 ir nulle, 1,25 V izeja

paliek.

Tad es izmantoju vienkāršu risinājumu, es vienkārši izmantoju izejas tranzistoru Vbe un diode Vf, lai atceltu 1.25V.

Vispārīgi runājot, Vbe un Vf ir aptuveni 0,6 līdz 0,7 V. Bet jums arī jāapzinās Ic - Vbe un If - Vf rakstzīmes.

Tas parāda, ka, izmantojot šo metodi, lai atceltu 1,25 V, ir nepieciešama noteikta atgaisošanas strāva.

Tāpēc es pievienoju atgaisotāju reģistru R13 2.2K 2W. Tas asiņo apm. 5 mA, ja izeja ir 12 V.

Līdz šim es esmu mazliet noguris, lai izskaidrotu. Man vajag pusdienas un pusdienu alu. (Lol)

Tad es gribētu pakāpeniski turpināt nākamo nedēļu. Tāpēc atvainojamies par sagādātajām neērtībām.

Nākamais solis Es vēlētos paskaidrot, kā strāvas ierobežotājs darbojas precīzi, izmantojot LT Spice slodzes parametru soļu simulāciju.

Pašreizējā ierobežotāja sadaļa, izmantojot LT6106

Lūdzu, apmeklējiet Lineāro tehnoloģiju vietni un skatiet lietojumprogrammas LT6106 datu lapu.

www.linear.com/product/LT6106

Es gribētu parādīt zīmējumu, lai izskaidrotu tipisku lietojumprogrammu, kas apraksta AV = 10 5A piemērā.

Pastāv 0,02 omu strāvas sajūtu reģistrs, un uztveramā izeja no izejas tapas tagad ir 200mV/A

izejas tapa pieaugtu līdz 1V pie 5A, vai ne?

Padomāsim par manu pielietojumu, paturot prātā šo tipisko piemēru.

Šoreiz mēs vēlētos izmantot strāvas ierobežojumu zem 2A, tad ir piemērots 0,1 omi.

Šajā gadījumā no sprieguma pieaugums 2V pie 2A? Tas nozīmē, ka jutība tagad ir 1000 mV/A.

Pēc tam mums vienkārši jāieslēdz / jāizslēdz LM317 ADJ tapa ar vispārējo salīdzināšanas ierīci

piemēram, NJM2903 LM393 vai LT1017 un vispārējs NPN tranzistors, piemēram, 2SC1815 vai BC337?

kas pārtrauca ar noteikto spriegumu kā slieksni.

Līdz šim ķēdes skaidrojums ir beidzies, un sāksim pilnīgu ķēdes simulāciju!

8. solis: 2. pielikums: ķēdes posma simulācija un simulācijas rezultāti

Es gribētu izskaidrot tā saukto soļu simulāciju.

Parastā vienkāršā simulācija simulē tikai vienu nosacījumu, bet ar soļu simulāciju mēs varam nepārtraukti mainīt apstākļus.

Piemēram, slodzes reģistra R13 soļu simulācijas definīcija ir parādīta nākamajā fotoattēlā un zemāk.

.step param Rf saraksts 1k 100 24 12 6 3

Tas nozīmē, ka R13 vērtība, kas parādīta kā {Rf}, svārstās no 1K omi (100, 24, 12, 6) līdz 3 omi.

Kā acīmredzami saprotams, kad 1K omu strāva, kas tiek novilkta slodzei R, ir ①12mA

(jo izejas spriegums tagad ir iestatīts uz 12V).

un ②120mA pie 100 omiem, ③1A pie 12 omiem, ④2A pie 6 omiem, ⑤4A pie 3 omiem.

Bet jūs varat redzēt, ka sliekšņa spriegums ir iestatīts uz 1V ar R3 8k un R7 2k (un spriegums salīdzinājumam ir 5V).

Tad no nosacījuma ③ vajadzētu darboties strāvas ierobežotāja ķēdei. Nākamais zīmējums ir simulācijas rezultāts.

Kā būtu ar to līdz šim?

To var būt nedaudz grūti saprast. jo simulācijas rezultātu var būt grūti nolasīt.

Zaļās līnijas parāda izejas spriegumu, bet zilās - izejas strāvu.

Var redzēt, ka spriegums ir samērā stabils līdz 12 omi 1A, bet no 6 omiem 2A spriegums samazinās līdz 6V, lai ierobežotu strāvu līdz 1A.

Varat arī redzēt, ka līdzstrāvas izejas spriegums no 12 mA līdz 1 A ir nedaudz samazinājies.

To gandrīz izraisa Vbe un Vf nelinealitāte, kā es paskaidroju iepriekšējā sadaļā.

Es vēlētos pievienot nākamo simulāciju.

Ja pievienotajā simulācijas shēmā izlaižat D7, izejas sprieguma rezultāti būtu salīdzinoši stabili.

(bet izejas spriegums kļūst lielāks nekā iepriekš, protams.)

Bet tas ir sava veida kompromiss, jo es gribētu kontrolēt šo projektu no 0 V pat tad, ja stabilitāte ir nedaudz zaudēta.

Ja sākat izmantot analogo simulāciju, piemēram, LT Spice, ir viegli pārbaudīt un izmēģināt savu analogās shēmas ideju.

Hmm, galu galā šķiet, ka beidzot esmu pabeidzis pilnīgu skaidrojumu.

Man nedēļas nogalē vajag pāris alus (lol)

Ja jums ir kādi jautājumi par šo projektu, lūdzu, jautājiet man.

Un es ceru, ka jums visiem ar manu rakstu patiks laba DIY dzīve!

Sveicieni,