AC do +15V, -15V 1A spremenljiv in 5V 1A napajalnik z enosmerno napetostjo: 8 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:02

Napajalnik je električna naprava, ki napaja električno obremenitev. Ta model napajalnika ima tri polprevodniške enosmerne napajalnike. Prvo napajanje daje spremenljivo moč od 1,5 do 15 voltov pri do 1 amperu. Drugi daje negativnih 1,5 do -15 voltov pri 1 amperu. Tretji ima fiksnih 5V pri 1 amperu. Vse zaloge so v celoti regulirane. Posebno vezje IC vzdržuje izhodno napetost v.2V, ko preide iz obremenitve na 1 amper. Izhod je popolnoma zaščiten pred kratkim stikom. Ta napajalnik je idealen za uporabo v šolskih laboratorijih, servisih ali kjer koli je potrebna natančna enosmerna napetost.

1. korak: Kako deluje oskrba?

Napajanje je sestavljeno iz dveh tokokrogov, eno je fiksno 5v izhodno, drugo pa je 0 do+15 in -15 spremenljivo napajanje, pri čemer je vsak odsek razložen spodaj. Sestavljen je iz močnostnega transformatorja, enosmernega usmernika in regulatorja.

1. Prekinitev 220 V izmeničnega toka z uporabo transformatorja: Ker naj bi bil vhod regulatorjev okoli 1,5 do 40 voltov. 220V AC je bil torej prekinjen z uporabo transformatorja. 220v AC iz glavnega omrežja se napaja do sekundarne tuljave transformatorja preko varovalke in stikala, ki jo zniža na 18 voltov. Obračalno razmerje transformatorja je bilo 12: 1. Med preskušanjem je napetost odprtega tokokroga transformatorja znašala 22 V. Transformator služi dvema namenoma. Najprej zmanjša vhod 220VAC na 17VAC in 9VAC, da omogoči ustrezno napetost vstopiti v stopnje usmernika. Drugič, ločuje izhod napajanja od 220VACline. To preprečuje uporabniku nevarne napetostne sunke, če uporabnik stoji na ozemljenem območju. Osrednji transformator ima dva sekundarna navitja, ki sta 180 stopinj zunaj faze.
2. Pretvornik AC v DC: Za popravljanje AC (pretvorba iz AC v DC) je bila uporabljena mostovna konfiguracija diod, ki je odrezala negativni cikel AC in jo pretvorila v utripajoči dc. Vsaka dioda deluje le, če je v prednapetem stanju (ko je napetost na anodi višja od napetosti na katodi). Ta enosmerni tok je vključeval nekaj valov, zato je bil kondenzator uporabljen za relativno glajenje, preden ga je poslal v regulacijsko vezje.
3. Regulatorsko vezje: Regulacijsko vezje v PowerSupply je sestavljeno iz integriranega vezja LM-317 in LM-337. LM317 napaja več kot 1,5 A obremenitvenega toka z nastavljivo izhodno napetostjo v območju od 1,2 do 37 V. Serija LM337 so nastavljivi regulatorji negativne napetosti s 3 priključki, ki lahko napajajo več kot -1,5 A v območju izhodne napetosti od -1,2 do -37 V. So izjemno enostavni za uporabo in za nastavitev izhodne napetosti potrebujejo le dva zunanja upora. Nadalje sta linijska in obremenitvena regulacija boljša od standardnih fiksnih regulatorjev. Izhodna napetost LM317/LM377 je določena z razmerjem dveh povratnih uporov R1 in R2, ki tvorita potencialno razdelilno mrežo na izhodnem priključku. "Izhodni" in "nastavitveni" priključek. Potem kateri koli tok teče skozi upor R1, teče tudi skozi upor R2 (pri tem zanemarimo zelo majhen tok nastavitvenega priključka), pri čemer je vsota padcev napetosti na R1 in R2 enaka izhodni napetosti, Vout. Očitno mora biti vhodna napetost Vin najmanj 2,5 volta večja od zahtevane izhodne napetosti za napajanje regulatorja.
4. Filter: Izhod LM317/337 je bil doveden v kondenzator, da izloči utripajoč učinek. In potem je bilo poslano na izhod. Opozoriti je treba, da je treba pred namestitvijo upoštevati polarnost kondenzatorja.

5v fiksno enosmerno napajanje

5v DC deluje po istem principu, vendar je za to uporabljen fiksni regulator 7805. Uporabljal se je tudi transformator 220V do 9V AC.

2. korak: Shema vezja in potrebne komponente:

Shema vezja in potrebne komponente so navedene na zgornjih slikah.

3. korak: Simulacije in postavitev tiskane plošče

Proteusova shema in simulacije:

Shematsko vezje je bilo simulirano, da bi ugotovili, ali vezje deluje pravilno in dosega naš cilj spremenljivke ± 15 V in 5 V fiksnega napajanja. Kar je bilo preverjeno z merjenjem izhodne napetosti s pomočjo multimetra.

Postavitev PCB -ja Proteus:

Shematsko vezje po preskusu je bilo nato pretvorjeno v postavitev tiskanega vezja. Komponente so najprej postavljene in usmerjanje poteka s samodejnim usmerjanjem. Širina napajalnega kabla je T80, preostali del žice pa ima širino T70. Dolžina plošče je bila izbrana tako, da je 6 x 8 palcev. 3D postavitev je bila preverjena tudi glede pričakovane zasnove tiskanega vezja. Postavitev ob zaključku in testiranju, ali se poti ne križajo, se izvozi kot PDF. V datoteki PDF sta izbrana samo rob plošče in spodnji sloj, preostanek pa ni izbran. To nam daje odtis celotnega tiskanega vezja.

4. korak: tiskanje s tiskane plošče

Tiskanje na maslenem papirju:

Posnetek, ki je dobil kot datoteko PDF, je bil natisnjen na maslenem papirju. V ta namen je bil uporabljen tiskalnik s tonerjem in ne s tekočim črnilom, saj ga ni mogoče prenesti na masleni papir. V ta namen se masleni papir razreže tako, da ustreza velikosti papirja A4 za enostavno tiskanje, nato pa se razreže tako, da ustreza velikosti tiskanega vezja.

Prenos tiskanja z maslenega papirja na tiskano vezje:

Masleni papir je nameščen na ploščo PCB. Vroči likalnik se uporablja za stiskanje maslenega papirja, zaradi česar se posnetek samodejno kopira na ploščo PCB zaradi segrevanja črnila za toner. Po tem se s trajno oznako izvedejo popravki sledi.

Jedkanje:

Ko prenesete skladbo na tiskano vezje, v naslednjem koraku ploščo potopite v posodo, napolnjeno z železovim kloridom, postavljeno v pečico, kar povzroči odstranitev bakra po vsej plošči PCB, razen sledi, ki je bila natisnjena, kar je povzročilo plastično folijo z baker prisoten le na progi.

Vrtanje:

Po pripravi tiskanega vezja se luknje izvrtajo s svedrom iz PCB -ja, tako da ga držite na sredini, da držite vrtalnik pri 90 stopinjah glede na tiskano vezje, in ne pritiskajte dodatno, sicer se bo sveder zlomil. Luknje za tranzistorje, konektorje, regulatorje Diode so večje kot pri običajnih uporih, kondenzatorjih itd

Čiščenje z razredčilom/bencinom:

PCB ploščo speremo z nekaj kapljicami razredčila ali bencina glede na razpoložljivost, tako da se črnilo odstrani s tira za popolno spajkanje komponente na tiskanem vezju. PCB je pripravljen za spajkanje s komponentami.

Spajkanje komponent:

Sestavni deli se nato spajkajo na tiskano vezje v skladu s postavitvijo PCB Proteus. Sestavni deli se spajkajo previdno, tako da se ne zakrajšajo sledi ali točke. Ne pozabite na polaritete komponent, kot so kondenzatorji/tranzistorji. Hladilniki so pritrjeni z regulatorji s pasto za boljšo prevodnost in spajkani s tiskanim vezjem. podobno

Testiranje:

Nazadnje se tiskanje tiskanega vezja preskusi za kratek čas med spajkanjem komponent na plošči. Po tem se je PCB napajal in zabeležil izhod, ki je bil v skladu z želeno močjo. PCB je pripravljen za vgradnjo v ohišje.

5. korak: Priprava ohišja

Na trgu je bilo kupljeno že izdelano ohišje z osnovno postavitvijo, ki je bilo spremenjeno glede na želeno zahtevo. Priložen je bil z dvema luknjama za dve vezni stebri, zato so bile v ohišju izvrtane dodatne 4 luknje za vezno mesto in 2 za potenciometre. Za lažjo povezavo napajalnega kabla je bila nameščena tudi ženska 3 -polna vtičnica. Zunaj je bilo nameščeno tudi stikalo za vklop ali izklop napajanja. Poleg tega je bil VOLTMETER vgrajen v napajalnik za enostavno berljivost/izbiro za uporabnika.

6. korak: Nastavitev dobave

Transformatorje in vezje smo v ohišje postavili s pomočjo lesa/izolacijske plošče, da se izognemo kratkemu stiku s telesom. Vijaki in kabelske vezi so bili uporabljeni za držanje komponent skupaj. Na ohišju so bili nameščeni vezni stebri, potenciometri držala varovalk in gumb. Za priključitev je bila uporabljena mostična žica, ki je bila spajkana za zavarovanje povezave. za varovanje povezav in izogibanje kratkim stikom je bil uporabljen skrčni ovoj. Zaloga je bila preizkušena.

Korak 7: Regulacija obremenitve

Obremenitev je bila povezana z izhodno napetostjo in prišlo je do padca izhodne napetosti, ki je bil posledica padca na uporih žic/ tiskanih vezij/ priključnih točk. Zato so bile vrednosti uporov na LM317/LM337 spremenjene tako, da so bile napetosti obremenitve 15 voltov. Ker je bila napetost na izhodu napetost odprtega tokokroga.

8. korak: Končno testiranje/opazovanja

Voltmeter, uporabljen pri napajanju, je deloval le pri napetostnih ravneh nad 7v (drugo ni na voljo na trgu). Tako bi lahko z boljšim voltmetrom izmerili tudi nižje vrednosti napetosti. Bolje bi bilo, če bi uporabili dvosmerni analogni voltmeter in s stikalom spremenili vrednost, ki jo je treba izmeriti (+ve napajalna ali –ve napajalna napetost).

Na splošno je bil to zanimiv projekt. Veliko sem se naučil, ko sem bil seznanjen s proizvodnjo PCB -jev, težavami pri izdelavi napajalnikov in regulatorji spremenljive napetosti.

Za prihodnje projekte obiščite tudi https://easyeeprojects.blogspot.com/.:)