DIY անալոգային փոփոխական նստարանի էլեկտրամատակարարում W/ ճշգրիտ ընթացիկ սահմանափակիչ. 8 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:49

Այս նախագծում ես ձեզ ցույց կտամ, թե ինչպես օգտագործել հայտնի LM317T- ը ընթացիկ ուժեղացուցիչ տրանզիստորով և ինչպես օգտագործել Linear Technology LT6106 ընթացիկ զգայարանների ուժեղացուցիչը ընթացիկ ճշգրիտ սահմանափակիչի համար: այն օգտագործվում է ընդամենը 2 Ա թեթև բեռի համար, քանի որ ես ընտրում եմ 24 Վ 2 Ա համեմատաբար փոքր տրանսֆորմատոր և փոքր պարիսպ: Եվ ես նախընտրում եմ ելքային լարումը 0.0V- ից, այնուհետև ես մի շարք դիոդ (ներ) եմ ավելացնում LM317 նվազագույն ելքային լարումը չեղյալ հայտարարելու համար: այս բնութագիրը: թույլ է տալիս նաև կարճ միացման պաշտպանություն: Այդ սխեմաները համակցված են ՝ ստեղծելու անալոգային փոփոխական նստարանային սնուցման աղբյուր, որն արտադրում է 0.0V-28V և 0.0A-2A ճշգրիտ ընթացիկ սահմանափակիչով: Կարգավորման և աղմուկի հատակի աշխատանքը բավականին լավ է `համեմատած DC-DC փոխարկիչի վրա հիմնված սնուցման աղբյուրների հետ: Հետևաբար, այս մոդելը ավելի լավ է օգտագործել հատկապես անալոգային աուդիո ծրագրերի համար: Եկեք սկսենք !

Քայլ 1. Սխեմատիկ և մասերի ցուցակ

Ես կցանկանայի ձեզ ցույց տալ այս նախագծի ամբողջ սխեման:

Ես հեշտությամբ բացատրելու համար անցքի սխեման բաժանել եմ երեք մասի: ① AC մուտքի հատված 、 ② Միջին հատված (DC կառավարման սխեմաներ) ③ Ելքի հատված:

Ես կցանկանայի շարունակել յուրաքանչյուր բաժնի համապատասխան մասերի ցանկը:

Քայլ 2. Պատյան պատրաստելու և հորատման պատրաստում

Մենք պետք է նախ հավաքենք արտաքին մասերը և գործը (պարիսպը) հորատենք:

Այս նախագծի պատյանների ձևավորումն իրականացվել է Adobe illustrator- ի միջոցով:

Ինչ վերաբերում է մասերի տեղադրմանը, ես շատ փորձություններ և սխալներ թույլ տվեցի ՝ հաշվի առնելով և որոշելով որպես առաջին լուսանկարների ցուցադրում:

Բայց ես սիրում եմ այս պահը, որովհետև կարող եմ երազել, թե ինչ անեմ: կամ որն է ավելի լավ

Դա նման է սպասող լավ ալիքի: Դա իսկապես թանկագին ժամանակ է: լոլ

Ամեն դեպքում, կցանկանայի կցել նաև an.ai և.pdf ֆայլերը:

Գործի հորատման նախապատրաստվելու համար դիզայնը տպեք A4 չափի սոսինձ թղթի վրա և կպցրեք այն պատյանին:

Գործը հորատելիս նշաններ կլինեն, և դա կլինի պարիսպի կոսմետիկ դիզայնը:

Եթե թուղթը կեղտոտվել է, խնդրում ենք հեռացնել այն և նորից կպցնել թուղթը:

Եթե պատրաստվել եք պատյանների հորատման, ապա կարող եք սկսել գործի հորատումը ՝ ըստ պատյանի կենտրոնական նշանների:

Ես խստորեն խորհուրդ եմ տալիս նկարագրել կպչուն թղթի վրա անցքերի չափը ՝ 8Φ, 6Φ այդպես:

Գործիքներն օգտագործում են էլեկտրական փորվածք, փորվածքներ, քայլափայլեր և ձեռքի ծակող գործիք կամ դերմել գործիք:

Խնդրում ենք զգույշ լինել և բավական ժամանակ հատկացնել վթարներից խուսափելու համար:

Անվտանգություն

Պահանջվում են անվտանգության ակնոցներ և անվտանգության ձեռնոցներ:

Քայլ 3: ① AC մուտքի բաժին

Գործի հորատումն ու ավարտը ավարտելուց հետո եկեք սկսենք պատրաստել էլեկտրական տախտակները և լարերը:

Ահա մասերի ցանկը. Կներեք, որ որոշ հղումներ ճապոնական վաճառողի համար են:

Հուսով եմ, որ դուք կարող եք նմանատիպ մասեր ստանալ ձեր մոտակա վաճառողներից:

1. ① AC մուտքագրման հատվածի օգտագործված մասեր

Վաճառող ՝ Marutsu մասեր- 1 x RC-3 ՝

Գինը ՝ 1, 330 ￥ (մոտ 12 ԱՄՆ դոլար)

- 1 x 24V 2A AC հոսանքի տրանսֆորմատոր [HT-242] ՝

Գինը ՝ 2 7, 790 ֆունտ (մոտ 26 ԱՄՆ դոլար), եթե ձեզ դուր է գալիս 220 Վ մուտքը, ընտրեք [2H-242] ￥ 2, 880

- 1 x AC կոդ վարդակով ՝

Գինը ՝ ￥ 180 (մոտ 1,5 ԱՄՆ դոլար)

-1 x AC ապահովիչների տուփ 【F-4000-B】 Sato մասեր. Https://www.marutsu.co.jp/pc/i/15361/ Գինը: 80180 (մոտ 1,5 ԱՄՆ դոլար)

- 1 x AC հոսանքի անջատիչ (մեծ) NKK 【M-2022L/B】 ՝ https://www.marutsu.co.jp/pc/i/15771/ Գինը ՝ 80 380 (մոտ $ 3,5 ԱՄՆ դոլար)

- 1 x 12V/24V անջատիչ (փոքր) Miyama 【M5550K】 ՝ https://www.marutsu.co.jp/pc/i/112704/ Գինը ՝ 181 ֆունտ (մոտ 1.7 ԱՄՆ դոլար)

- 1 x Bridge rectifire diode (large) 400V 15A 【GBJ1504-BP】 ՝ https://www.marutsu.co.jp/pc/i/12699673/ Գինը ՝ 318 ￥ (մոտ $ 3.0 ԱՄՆ դոլար)

- 1 x Bridge rectifire diode (փոքր) 400V 4A 【GBU4G-BP】 ՝ https://www.marutsu.co.jp/pc/i/12703750/ Գինը ՝ 210 ￥ (մոտ $ 2.0 ԱՄՆ դոլար)

- 1 x խոշոր կոնդենսատոր 2200uf 50V 【ESMH500VSN222MP25S】 ՝ https://www.marutsu.co.jp/pc/i/52022/ Գինը ՝ 40 440 (մոտ 4,0 ԱՄՆ դոլար)

-1 x 4p կասեցված տերմինալ 【L-590-4P】 ՝ https://www.marutsu.co.jp/pc/i/17474/ Գինը ՝ ￥ 80 (մոտ 0,7 ԱՄՆ դոլար)

Կներեք ճապոնական կայքի անհարմար հղման համար: Խնդրում ենք որոնել նմանատիպ մասեր մշակող վաճառողը `հղում կատարելով այդ հղումներին:

Քայլ 4: ② Միջին հատված (DC կառավարման միացում)

Այստեղից այն հիմնական էներգիայի մատակարարման DC լարման վերահսկիչ մասն է:

Այս մասի աշխատանքը կբացատրվի ավելի ուշ ՝ հիմնվելով նաև մոդելավորման արդյունքների վրա:

Հիմնականում ես օգտագործում եմ դասական LM317T- ը ՝ հզորության մեծ տրանզիստորով ՝ մեծ հոսանքի հզորության համար մինչև 3A- ի նման:

Իսկ 1.25V LM317T նվազագույն ելքային լարումը չեղյալ հայտարարելու համար ես Vf- ի համար D8 դիոդ եմ ավելացրել Q2 Vbe- ին:

Կարծում եմ, որ D8- ի Vf- ն մոտ. 0.6V և Q2 Vbe նաև մոտ. 0.65V, ապա ընդհանուրը 1.25V է:

(Բայց այս լարումը կախված է If- ից և Ibe- ից, ուստի այս մեթոդն օգտագործելու համար անհրաժեշտ է խնամք)

3 -րդ մասի շուրջը ՝ շրջապատված կետավոր գծով, տեղադրված չէ: (ըստ ցանկության ապագա ջերմային անջատման գործառույթի համար):

Օգտագործված մասերը հետևյալն են, 0．1Ω 2W Akizuki Densho

ջերմատախտակ 【34H115L70】 Multsu մասեր

Ուղղիչ դիոդ (100V 1A) IN4001 ebay

LM317T Լարման վերահսկիչ IC Akizuki Denshi

General Purose NPN Tr 2SC1815 Akizuki Denshi

U2 LT6106 Current Sense IC Akizuki Denshi

Pitch փոխակերպման PCB LT6106 (SOT23) Akizuki Denshi- ի համար

U3 Համեմատիչ IC NJM2903 Akizuki Denshi

POT 10kΩ 、 500Ω ΩKΩ Akizuki Denshi

Քայլ 5: ③ Ելքի բաժին

Վերջին մասը Արդյունքների բաժինն է:

Ես սիրում եմ ռետրո անալոգային հաշվիչներ, այնուհետև ընդունեցի անալոգային հաշվիչները:

Եվ ես ընդունեցի Poly Switch (վերականգնվող ապահովիչ) ելքային պաշտպանության համար:

Օգտագործված մասերը հետևյալն են, Վերականգնվող ապահովիչ 2.5Ａ REUF25 Akizuki Denshi

2.2KΩ 2W արյունահոսության գրանցիչ Akizuki Denshi

32V անալոգային վոլտ մետր (վահանակի հաշվիչ) Akizuki Denshi

3A Անալոգային վոլտմետր (վահանակի հաշվիչ) Akizuki Denshi

MB-126G ելքային տերմինալ Կարմիր և սև Akizuki Denshi

Ունիվերսալ հացի տախտակ 210 x 155 մմ Akizuki Denshi

Տերմինալ հացի տախտակի համար (ինչպես ցանկանում եք) Akizuki

Քայլ 6: Ավարտեք հավաքումը և փորձարկումը

Մինչ այժմ, կարծում եմ, որ ձեր հիմնական խորհուրդը նույնպես ավարտված էր:

Շարունակեք պատյանին ամրացված մասերի էլեկտրամոնտաժը `պատյաններ, հաշվիչներ, տերմինալներ:

Եթե ավարտել եք նախագծի պատրաստումը:

Վերջնական քայլը նախագծի փորձարկումն է:

Այս անալոգային սնուցման հիմնական բնութագրերն են

1, 0 ～ 30V ելքային լարման կոպիտ ճշգրտում և նուրբ ճշգրտում:

2, 0 ～ 2.0A ելքային հոսանք սահմանափակիչով (խորհուրդ եմ տալիս օգտագործել տրանսֆորմատորի տեխնիկական պայմանների ներքո)

3, Ելքային լարման փոփոխվող անջատիչ հետևի վահանակի վրա `շրջակա միջավայրի կորուստը նվազեցնելու համար

(0 ～ 12 Վ, 12 ～ 30 Վ)

Հիմնական փորձարկում

Շրջանային աշխատանքի փորձարկում:

Ես օգտագործել եմ 5W 10Ω դիմադրիչ որպես կեղծ բեռ, ինչպես ցույց է տրված լուսանկարում:

Երբ դուք սահմանում եք 5V, այն ապահովում է 0.5A: 10V 1A, 20V 2.0A

Եվ երբ դուք սահմանում եք ընթացիկ սահմանը ձեր նախընտրած մակարդակին, ընթացիկ սահմանափակիչը գործում է:

Այս դեպքում ելքային լարումը նվազում է ՝ ըստ ձեր կարգավորող ելքային հոսանքի:

Օսցիլոսկոպի ալիքի ձևի փորձարկում

Ես կցանկանայի նաև ձեզ ցույց տալ տատանումների ալիքի ձևեր:

Առաջին ալիքի ձևը լարման աճող ալիքի ձևն է, երբ միացնում եք միավորի հզորությունը:

CH1 (կապույտ) գտնվում է ուղղիչից և 2200uF կոնդենսատորից անմիջապես հետո: 35V 5V/div)

CH2 (երկնագույն) միավորի ելքային լարումն է (2V/div): Այն կարգավորվում է 12 Վ -ի և նվազեցնում մուտքային ալիքը:

Երկրորդ ալիքի ձևը մեծացված ալիքի ձևն է:

CH1 և CH2 այժմ 100mV/div են: CH2 ալիք չի նկատվում LM317 IC- ի հետադարձ կապի ճիշտ աշխատանքի պատճառով:

Հաջորդ քայլը, ես կցանկանայի փորձարկել 11 Վ լարման դեպքում 500 մԱ ընթացիկ բեռով (22Ω 5W): Հիշու՞մ եք Օմի ցածր I = R / E- ը:

Այնուհետև CH1 մուտքային լարման ալիքը մեծանում է մինչև 350mVp-p, բայց CH2 ելքային լարման վրա նույնպես ալիք չի նկատվում:

Ես կցանկանայի համեմատել DC-DC- ի հետևի տիպի կարգավորիչի հետ նույն 500 մԱ բեռով:

CH2- ի ելքի վրա նկատվում է մեծ անջատման 200 մԱ աղմուկ:

Ինչպես տեսնում ես, Ընդհանուր առմամբ, անալոգային սնուցման աղբյուրը հարմար է ցածր աղմուկի ձայնային կիրառման համար:

Ի՞նչ կասեք դրա մասին:

Եթե լրացուցիչ հարցեր ունեք, խնդրում եմ ազատ զգալ ինձ հարցնել:

Քայլ 7. Հավելված 1. Շղթայի շահագործման մանրամասները և մոդելավորման արդյունքները

Վա,յ, այսքան ընթերցողի ավելի քան 1 հազար մարդ այցելեց իմ առաջին գրառումը:

Ես պարզապես ավարտում եմ տեսարանների բազմաթիվ հաշվիչը տեսնելու համար:

Դե, ես կցանկանայի վերադառնալ իմ թեմային:

Մուտքային հատվածի մոդելավորման արդյունքներ

Ես օգտագործել եմ LT Spice simulator- ը `սխեմայի դիզայնը ստուգելու համար:

Ինչ վերաբերում է, թե ինչպես տեղադրել կամ ինչպես օգտագործել LT Spice- ը, խնդրում ենք google- ում:

Այն սովորելու համար անվճար և լավ անալոգային սիմուլյատոր է:

Առաջին սխեմատիկան պարզեցված է LT Spice մոդելավորման համար, և ես կցանկանայի կցել.asc ֆայլը նույնպես:

Երկրորդ սխեման մուտքի մոդելավորման համար է:

Ես սահմանեցի լարման աղբյուր DC օֆսեթ 0, ամպլիտուդ 36V, հաճախականություն 60Hz և մուտքի դիմադրություն 5 օհմ ՝ որպես տրանսֆորմատորի համեմատական բնութագրիչներ: Ինչպես գիտեք, տրանսֆորմատորի ելքային լարումը ցուցադրվում է rms- ով, ապա 24Vrms ելքը պետք է լինի 36Vpeak:

Առաջին ալիքի ձևը լարման աղբյուր է + (կանաչ) և կամրջի ուղղիչ + w/ 2200uF (կապույտ): Այն կանցնի մոտ 36 Վ լարման:

LT Spice- ը չէր կարող օգտագործել փոփոխական պոտենցիոմետր, ես կցանկանայի ֆիքսված արժեք սահմանել այս շղթայի համար:

Ելքային լարման 12V ընթացիկ սահմանը 1A նման է: Ես կցանկանայի անցնել հաջորդ քայլին:

Լարման վերահսկման բաժին `օգտագործելով LT317T

Հաջորդ նկարը ցույց է տալիս LT317 գործողությունը, հիմնականում LT317- ն աշխատում է այսպես կոչված շանթի կարգավորիչ, դա նշանակում է, որ ելքային լարման կապը դեպի Adj: քորոցը միշտ 1.25 Վ լարման լարման է `անկախ մուտքային լարման համար:

Այն նաև նշանակում է որոշակի ընթացիկ արյունահոսություն R1 և R2- ում: Ընթացիկ LM317 adj. R2- ի կապը նույնպես գոյություն ունի, բայց 100uA- ի չափ փոքր, ապա մենք կարող ենք անտեսել այն:

Մինչ այժմ, դուք կարող եք հստակ հասկանալ ընթացիկ I1- ը, որը արյունահոսում է R1- ում, միշտ հաստատուն է:

Հետո մենք կարող ենք կազմել բանաձևը R1: R2 = Vref (1.25V) ՝ V2: Ես ընտրում եմ 220Ω- ից R1 և 2.2K- ից R2, Այնուհետեւ բանաձեւը փոխակերպվում է V2 = 1.25V x 2.2k / 220 = 12.5V: Տեղյակ եղեք, որ իրական ելքային լարումը V1 և V2 է:

Այնուհետև 13.75V- ը հայտնվում է LM317 ելքային փինում և GND- ում: Եվ նաև տեղյակ է, երբ R2- ը զրո է, 1.25V ելք

մնալ.

Հետո ես օգտագործեցի պարզ լուծում, ես ուղղակի օգտագործում եմ ելքային տրանզիստոր Vbe- ն և Vf դիոդը `1.25V- ը չեղարկելու համար:

Vbe- ի և Vf- ի ընդհանուր խոսափողը 0.6 -ից 0.7V է: Բայց դուք նաև պետք է տեղյակ լինեք Ic - Vbe և If - Vf բնութագրիչներին:

Այն ցույց է տալիս, որ որոշակի արյունահոսող հոսանք է անհրաժեշտ, երբ դուք օգտագործում եք այս մեթոդը 1.25 Վ չեղարկման համար:

Հետեւաբար ես ավելացնում եմ արյունահոսող գրանցամատյան R13 2.2K 2W: Արյունահոսում է մոտ. 5 մԱ, երբ 12 Վ ելքը:

Մինչև հիմա, ես մի փոքր հոգնել եմ բացատրելուց: Ինձ պետք է ճաշ և ճաշի գարեջուր: (lol)

Հետո, կցանկանայի աստիճանաբար շարունակել հաջորդ շաբաթը: Այսպիսով, կներեք ձեր անհարմարության համար:

Հաջորդ քայլը ես կցանկանայի բացատրել, թե ինչպես է ճշգրիտ աշխատում ընթացիկ սահմանափակիչը ՝ օգտագործելով LT Spice load պարամետրի քայլի մոդելավորում:

Ընթացիկ սահմանափակումների բաժին `օգտագործելով LT6106

Խնդրում ենք այցելել Գծային տեխնոլոգիաների կայք և տեսնել LT6106 հավելվածի տվյալների թերթիկը:

www.linear.com/product/LT6106

Ես կցանկանայի ցույց տալ նկարը `բացատրելու համար Տիպիկ ծրագիր, որը նկարագրում է AV = 10 5A- ի համար:

Կա 0.02 օհմ ընթացիկ զգայական գրանցամատյան, իսկ արտաքին քորոցից ստացված ելքն այժմ 200 մՎ/Ա է

5A- ի դեպքում ելքային պինը կբարձրանա մինչև 1 Վ, այնպես չէ՞:

Եկեք մտածենք իմ դիմումի մասին ՝ նկատի ունենալով այս բնորոշ օրինակը:

Այս անգամ մենք կցանկանայինք օգտագործել ընթացիկ սահմանը 2A- ի տակ, ապա 0.1 ohm- ը հարմար է:

Այս դեպքում ելքը 2 Ա -ով բարձրանո՞ւմ է 2 Վ: Դա նշանակում է, որ զգայունությունն այժմ 1000 մՎ/Ա է:

Դրանից հետո մենք պետք է անենք, պարզապես միացրեք / անջատեք LM317 ADJ քորոցը ընդհանուր համեմատիչով

ինչպես NJM2903 LM393, կամ LT1017 և ընդհանուր NPN տրանզիստոր, ինչպիսին է 2SC1815- ը կամ BC337- ը:

որոնք անջատվում են հայտնաբերված լարման հետ `որպես շեմ:

Մինչև հիմա շղթայի բացատրությունն ավարտված է, և եկեք սկսենք շրջանային ամբողջական մոդելավորում:

Քայլ 8. Հավելված 2. Շրջանային քայլերի մոդելավորում և մոդելավորման արդյունքներ

Ես կցանկանայի բացատրել այսպես կոչված քայլի մոդելավորում:

Սովորական պարզ սիմուլյացիան նմանեցնում է ընդամենը մեկ պայման, սակայն քայլերի մոդելավորմամբ մենք կարող ենք շարունակաբար փոխել պայմանները:

Օրինակ, բեռնվածքի գրանցամատյան R13- ի քայլերի մոդելավորման սահմանումը ցուցադրվում է հաջորդ լուսանկարում և ստորև:

.քայլ պարամ Rf ցուցակ 1k 100 24 12 6 3

Դա նշանակում է, որ {Rf} - ի նման ցուցադրված R13 արժեքը տատանվում է 1K ohm- ից, (100, 24, 12, 6) մինչև 3 ohm:

Ինչպես ակնհայտորեն հասկանալի է, երբ 1K ohm հոսանքը, որը քաշվում է R բեռի վրա, ①12mA է

(քանի որ ելքային լարումը այժմ սահմանվում է 12 Վ):

և 20120 մԱ 100 օմ, ③1A 12 օմ, ④2A 6 օմ, ⑤4A 3 օմ:

Բայց դուք կարող եք տեսնել, որ շեմի լարումը սահմանվում է 1 Վ -ի վրա R3 8k և R7 2k (իսկ լարիչը համեմատիչի համար `5 Վ):

Հետո condition պայմանից, ենթադրվում է, որ ընթացիկ սահմանափակիչի սխեման կաշխատի: Հաջորդ նկարը մոդելավորման արդյունքն է:

Ի՞նչ կասեք դրա մասին մինչև այս պահը:

Միգուցե մի փոքր դժվար լինի հասկանալ: քանի որ մոդելավորման արդյունքը կարող է դժվար կարդալ:

Կանաչ գծերը ցույց են տալիս ելքային լարումը, իսկ կապույտ գծերը ՝ ելքային հոսանքը:

Դուք կարող եք տեսնել, որ լարումը համեմատաբար կայուն է մինչև 12 օմ 1 Ա, բայց 6 օմ -ից 2 Ա լարման նվազում է մինչև 6 Վ `ընթացիկ հոսանքը մինչև 1 Ա:

Կարող եք նաև տեսնել, որ DC ելքային լարումը 12 մԱ -ից մինչև 1 Ա փոքր -ինչ նվազել է:

Դա գրեթե պայմանավորված է Vbe և Vf un-lineality- ով, ինչպես բացատրեցի նախորդ բաժնում:

Ես կցանկանայի ավելացնել հաջորդ սիմուլյացիան:

Եթե բաց թողնեք D7 մոդելային սխեմայի վրա, ինչպես կցված է, ելքային լարման արդյունքները համեմատաբար կայուն կլինեն:

(բայց ելքային լարումը դառնում է ավելի բարձր, քան նախորդը, իհարկե):

Բայց դա մի տեսակ փոխզիջում է, քանի որ ես կցանկանայի վերահսկել այս նախագիծը 0V- ից, նույնիսկ եթե կայունությունը փոքր -ինչ կորել է:

Եթե սկսեք օգտագործել անալոգային մոդելավորում, ինչպիսին է LT Spice- ը, հեշտ է ստուգել և փորձել ձեր անալոգային սխեմայի գաղափարը:

Հմմ, ի վերջո թվում է, թե ի վերջո ես ավարտեցի ամբողջական բացատրությունը:

Հանգստյան օրերին ինձ մի երկու գարեջուր է պետք (լոլ)

Եթե այս նախագծի վերաբերյալ որևէ հարց ունեք, խնդրում եմ ազատ զգալ հարցնել ինձ:

Եվ ես հույս ունեմ, որ բոլորդ իմ հոդվածով կվայելեք լավ DIY կյանք:

Հարգանքներով,