Laboratoriekraftforsyning - et essensielt apparat i et amatørverksted, i elektrisk praksis. Forfatteren utfører ikke regelmessig arbeid med tynn og delikat elektronikk, men noen ganger er det nødvendig. Og når enheten er klar, begynner søket etter passende CREN og LM ("gående" landsbynettverk). Nylig må man også forholde seg regelmessig til LED-strips (innebygd bakgrunnsbelysning). LED-stripe i slike lamper brukes ofte på en ganske bisarr måte, og som et resultat av denne typen installasjonsarbeid ble mer enn en vanlig koblingsenhet skadet. Kort sagt har behovet modnet.
Referansevilkår
Strømforsyningen ble sett på som lineær (lavfrekvent transformator) som mer seig, enkel og vedlikeholdbar. Vekten og dimensjonene for et stasjonært apparat er ikke veldig viktig. Strømforsyningen må være justerbar, gi en konstant stabilisert spenning opp til, si +20 V, med en belastningsstrøm på opptil flere ampere. Strømforsyningen må absolutt være utstyrt med kortslutningsbeskyttelse, og en justerbar beskyttelse mot overbelastningsstrøm er også ønskelig. Strømforsyningen kan være en-kanals, unipolar.
Det er veldig bra å ha "ombord" et sett med måleinstrumenter - et voltmeter-ammeter. Dette øker bekvemmeligheten i arbeidet kraftig, vil gi rom for annet arbeid og måling, frigjør arbeidsområdet på bordet fra unødvendige eksterne enheter og ledninger.
Produksjonen av designarmaturer innebærer sannsynligheten for salg, inkludert til land med elektriske nettverk. Heldigvis har pulserte strømforsyninger et inngangsspenningsområde som dekker alle sannsynlige verdier - ~ 100 ... 240 V. Det gjenstår bare å forsyne nettverkskortet med en passende adapter. Nettspenning nær 240 volt er ikke uvanlig i vårt nettverk (i en av fasene). Den lavere verdien på rekkevidden er ingen steder å ta. Det er svært ønskelig å kontrollere driften av PSU ved lav spenning, gitt kvaliteten på de fleste kinesiskproduserte strømforsyninger som kommer til oss. TS-180-2 strømtransformator som brukes i laboratoriets kraftforsyningsenhet har nettverk viklinger på to spoler (delt i to like deler). Dette gjorde det veldig enkelt å oppnå ønsket spenning på ~ 110 V.
Hva som var nødvendig for arbeid
Et sett med verktøy for elektrisk installasjon, et multimeter, et loddejern med tilbehør, et sett med metallverktøy.
I tillegg til radioelementer gikk en sak fra en gammel PC-shnik, et stykke pleksiglass, litt takstål, tykt PCB og aluminium i virksomhet. KPT-8 lime, festemidler, monteringsledning og kobbertråd, termorør, nylonbånd, lakkmaterialer.
prosjektering
Det ble besluttet å montere strømforsyningen på grunnlag av en spesialisert mikrochip av den justerbare stabilisatoren KR142EN12 (LM317). Dette gjorde det mulig å oppnå ganske anstendige parametere med en veldig enkel enhetskrets.
Kretsen har følgende funksjoner - byttbar (bryter SA2) sekundærvikling av transformatoren TV1 for å redusere oppvarmingen av reguleringselementet til stabilisatoren. Forsterkningen av stabilisatorbrikken DA1 fjerntransistor VT1. Aktiveringsstrømregulator for mikrokretsbeskyttelse på elementene R5 ... R9, SA3.
Strømtransformator - TS180-2 med omviklet sekundærvikling. I tillegg til de sekundære kraftviklingene, ble to relativt svakstrømte viklinger for bipolare kraftstabilisatorer av måleinstrumenter viklet. Transformatorbatterier er lakkert, som gjorde det mulig å minimere den akustiske støyen (buzz) og gjorde at vi kunne håpe på langtidsarbeid med den gamle svingete ledningen.
Strømforsyningen bruker hjemmelagde måleinstrumenter - et digitalt voltmeter og et ammeter på KR572PV2 mikrokrets (ICL7107) [3]. Syv-segment indikatorer, for enkelhets skyld rask gjenkjenning, av forskjellige størrelser og forskjellige farger. Instrumentkretser krever bipolar effekt +5 V, -5 V. Hver enhet krever sin egen strømforsyning, strømforsyningen til ampereren må være helt isolert fra hovedkretsen.
Kontaktene til bryterne SA2, SA3 må passere strøm opp til 3A. Som disse bryterne ble det brukt kjeks-PGC-er [2] med keramiske tavler. Den tillatte strømmen gjennom kontaktgruppen er 3 A. For å øke påliteligheten til strømforsyningen kobles kontaktene til synkront arbeidsgrupper parallelt.
Strømforsyningen er satt sammen i en gammel jernkoffer fra PC-systemenheten på prosessoren 80286. Den er også uten radiatorer og blåsevifter. Kassen er liten i størrelse, laget av stål med betydelig tykkelse. Det er en sveiset boksramme og et U-formet deksel. En liten vinkelsliper var i stand til å kutte interne spesialiserte rom, metallbunnen for å installere hovedkortet ble loddet på plass av en gassbrenner. Dette økte konstruksjonsstivheten.
Hovedradiatoren for installasjon av reguleringselementene ble laget uavhengig av et tykt aluminiumsark med naglede seksjoner av samme hjørne. Skjøtene ble festet med aluminiumsnitter og ble smurt med varmeledende pasta KTP-8.
Det vanlige panelet i saken, fremtiden i frontdesignet, viste seg å ha ventilasjonsåpninger og hull, vi måtte lage et falskt panel. Forklarende etiketter, skalaer, etc. tegnet i AutoCAD og trykt med fotografisk kvalitet på spesielt tykt papir. Hull og åpninger er skåret med en skalpell. Frontpanelet er dekket med et gjennomsiktig panel av organisk glass. Panelet er kuttet med en baufil for metall, de indre hullene er saget med en stikksag på tre, og små blir boret. Panelene har ikke spesielle festemidler, alt holdes av vanlige festemidler av installasjonselementer.
De innvendige hullene og åpningene i panelet av 0,5 mm takstål ble saget av med et smykkestiks, i en standardbor eller liten slipeskive med en liten vinkelsliper. Hullene blir boret og kjedet med en rund fil.
Utgangsterminaler - den negative terminalen er skrudd direkte til metallhuset, fra innsiden er et stykke tykk fortinnet tråd loddet til den, til hvilken alle "jord" -endene er redusert. Den positive terminalen er langstrakt og isolert - et stykke av M4-skruen er loddet til den og en tekstolitisolator er laget.
Deler av isolatoren blir saget ut av platen med et stikksag på tre og slått på en boremaskin.
Etter montering av frontpanelet installerte jeg hovedkontrollene for enheten. Jeg installerte måleinstrumenter på improviserte stativer fra lange M3-skruer.Et bredt maskeringstape ble brukt som et lett filter som maskerer tomgangssegmenter av indikatorer.
Lysdioder (ennå ikke brukt - frontpanelet brukes fra en tidligere uferdig design) er tett montert i hullene. De holdes av en tykk fortinnet ledning, lagt mellom termorørets isolerte terminaler på lysdiodene og loddet til et metallpanel. Objektivet i endene av lysdiodene er innrammet med en fil i flukt med et gjennomsiktig panel.
Parallell tilkobling av kontaktene til harddiskbryterne er laget med en tykk fortinnet ledning. Før installasjonen konfigureres bryterne ved å flytte begrenseren. På kronbladene til bryteren SA3 monterte motstander R5 ... R8. Bryteren min viste seg å være med to grupper på fem kontakter. Synkront svitsjede kontakter ble koblet parallelt, ligner på SA2, den femte kontakten brukes til ytterligere 10 mA rekkevidde. I dette tilfellet er område 4 fast (variabel motstand R9 fjernet) ved 100 mA. Verdiene til strøminnstillingsmotstandene og deres effekt kan beregnes ved hjelp av formlene gitt i [1].
En transformator og en blokk med oksydkondensatorer C5 (2x10 000x50 V) er installert på en metallbase. Strømledningen er midlertidig koblet til kronbladene på transformatoren, strømledningene til den sekundære viklingen er loddet til SA2, og en likeretter er tilkoblet. Ved inkludering av prøve var jeg overbevist om driften av denne delen av kretsen.
En mikrokrets (valgfritt), en diodebro og en ekstern kontrolltransistor (2xTIP147) er installert på en hjemmelaget kjøleradiator. Å bytte ut en kraftig halvlederenhet med noen få mindre kraftige er gunstig med tanke på kjøling - vi fordeler varmekilder jevnt over radiatoren.
0,25 ohm strømjusterende motstander er laget av stykker (ca. 10 cm) ståltråd (fra en ribbestrøket plastslange for kabling). Ledningen blir glødet i flammen til en gassbrenner, endene blir strippet og fortinnet med sinkklorid (loddesyre). Loddesteder vaskes grundig med vann, deretter blir motstandstråden loddet med kolofonium.
På de harde ledningene til monteringselementene er flere små elementer med tynne ledninger montert. Etter å ha kontrollert driftssikkerheten, er den delen av kretsen som er plassert på radiatoren installert i saken og koblet til korte ledninger av en betydelig (om nødvendig) seksjon. Helsesjekk.
Inkludering av måleinstrumenter. Som allerede nevnt krever den spesialiserte KR572PV2-mikrokretsen (ICL7107) en bipolar spenning på +5 V, -5 V. For dess bruk er målerkretsen til ammeteret konstruert på en slik måte [3] at strømforsyningsenheten må være fullstendig isolert fra andre kretsløp. Bevissthet om dette faktum var verdt flere brente trykte spor og en brent LSI. Vel, gode leksjoner er alltid dyre. Transformatoren hadde bare to identiske viklinger for +5 V og -5 V (vanlige spenninger for begge meter ble antatt). Det var mulig å komme seg ut av situasjonen ved å bruke en annen krets for å slå på likeretterne og montere en annen lignende strømforsyningsenhet. I dette tilfellet ble det oppnådd to galvanisk isolerte PSU-er.
To uavhengige kilder er satt sammen på separate tavler og festet til standardflenser for mikrokretser (TO-220-etui). Strømmen som forbrukes av måleapparatet er liten, så stabilisatormikrokretsene brukes i en plastkonstruksjon, noe som gjorde det mulig å montere dem uten å isolere pakninger. Den eneste 7805 med en metallflens (GND-pinne til mikrokretsen) i voltmeter PSU er også installert uten en isolerende pakning, dette er tillatt av kretsen.
Et metalltavle med kraftmålere er installert på endeflensen til nettverkstransformatoren. Tilkoblinger er opprettet, kontrollerbarhet. Ved å stille inn flere motstander på målertavlene [3], blir de viste verdiene til enhetene justert til målingene til et eksternt multimeter.
Til slutt ble det laget et panel for en ~ 110 V-kontakt, selve kontakten ble installert og tilkoblingen ble opprettet. Tilkoblingen, som har en galvanisk forbindelse med nettet, er i tillegg isolert fra metallhuset med et tykt PVC-rør, en relativt myk kabel er festet flere steder med nylonbånd, og selgerne er isolert med et varmerør.
Den midlertidige nettledningen er erstattet av permanent ledning gjennom bryter og sikringsholder. Sele og ledninger legges på samme måte - ekstra isolasjon fra et metallkabinett, mekanisk feste, isolering av loddepunkter.
Sidene av instrumentchassiset er dekket med paneler kuttet fra galvanisert ståltak og montert på blindnagler. Toppdekselet er kuttet fra standard U-formet deksel på systemenheten. Det ble boret matriser av hull for avkjøling i dekselet over radiatoren og blokken med motstandsmotstander R5 ... R8, det ødelagte lakken ble gjenopprettet.
På pleksiglasspanelet rundt håndtaket for å bytte gjeldende grenseverdier (SA3), gjorde graveren fem skanninger og indikerte grensene - 10 mA; 100 mA 0,3 A; 1 A; 3 A. Inngraverte innrykk fylt med mørk maling.
Konklusjoner, arbeid med bugs
Den opprinnelige ordningen har gjennomgått flere endringer og forenklinger, alle er funksjonelle, og drift har i en tid vist at de er ganske praktiske. For eksempel å bli kvitt motstander R3, R9. Innføringen av ytterligere 10 mA-grense gjorde det veldig praktisk å sjekke ytelsen til lysdiodene og måle stabiliseringsspenningen til zenerdioden (omvendt inkludering!).
Under installasjonen gled noen få punkter fra oppmerksomheten - kondensatorer forbikjøringsdioder på likeretterbroen og sikringen FU2 var ikke installert. Kondensatorer nøytraliserer forstyrrelser fra bytte av lavfrekvente dioder, en sikring vil bidra til å redde transformatoren i tilfelle en ulykke. Dette vil være den neste revisjonen. Samtidig er det verdt å bruke minst en av LED-ene - for å indikere for den blåste sikringen.
litteratur
1. RADIOhobby Magazine nr. 5, 1999
2. PGC, PGG-brytere, sjekkliste.
3. Voltmeter, ammeter på K572PV2 (ICL7107).
Babay Mazay, juni, 2019