Šī daudzfunkcionālā vispārējas nozīmes padeve ģenerē 2,5 ampērus no nulles līdz 20 voltiem vai līdz 1,25 ampēriem no 0-40 voltiem. Strāvas ierobežojums ir mainīgs visā diapazonā jebkurai izvades opcijai.
Autors: Trupti Patils
Barošanas avota galvenās specifikācijas:
Ideālai strāvas padevei jānodrošina spriegums, kas ir mainīgs plašā diapazonā un kas paliek iestatītajā spriegumā neatkarīgi no līnijas sprieguma vai slodzes atšķirībām.
Padevei jābūt drošai arī no īssavienojuma visā tās izvadā un jāspēj ierobežot slodzes strāvu, lai nodrošinātu, ka ierīces bojājumu gadījumā nav bojātu apstākļu dēļ.
Šis konkrētais projekts izskaidro barošanas avotu, kas paredzēts 2,5 ampēru strāvas padevei līdz 18 voltiem (līdz 20 voltiem pie zemākas strāvas). Tajā pašā laikā, veicot dažas pamata modifikācijas, piedāvājuma piedāvājums būs līdz pat 40 voltiem pie 1,25 ampēriem.
Barošanas spriegumu var regulēt starp nulli un “augstāko pieejamo, un strāvas ierobežojumus var noregulēt arī visā paredzētajā diapazonā. Barošanas avota darbības režīmu norāda divi LED.
Tas, kas atrodas tuvu sprieguma vadības pogai, parāda, vai ierīcei ir normāls sprieguma regulēšanas iestatījums, un blakus strāvas ierobežojuma pogai parāda, vai iekārta ir strāvas ierobežojuma režīmā. Turklāt liels skaitītājs parāda strāvas vai sprieguma izeju, ko izvēlējies slēdzis.
DIZAINA ĪPAŠĪBAS
Lai gan mūsu sākotnējās projektēšanas stadijās mēs pētījām dažādus regulatoru tipus, kā arī katra pozitīvos aspektus un trūkumus, lai varētu izvēlēties to, kas nodrošina visaugstāko rentablo funkcionalitāti. Īpašās stratēģijas un to iezīmes varētu apkopot šādi.
Šunta regulators:
Šis izkārtojums galvenokārt darbotos ar zemu barošanas avotu aptuveni 10 līdz 15 vati. Tas piedāvā lielisku regulējumu un ir iekšēji izturīgs pret īssavienojumu, tomēr izkliedē visu jaudas apjomu, ko tas ir aprīkots darbam bez slodzes.
Sērijas regulators.
Šis regulators ir piemērots aptuveni 50 vatu vidēja enerģijas avotiem.
Tas var būt paredzēts lielākiem barošanas avotiem, lai gan siltuma izkliedēšana varētu būt problēma īpaši pie ļoti lielas strāvas ar zemu izejas spriegumu.
Liels regulējums, parasti ir neliels izejas troksnis, un izmaksas ir salīdzinoši minimālas.
SRC regulators:
Ideāli piemērots vidējas un lielas jaudas vajadzībām, šis regulators nodrošina mazu enerģijas izkliedi, lai gan izejas pulsācija un reakcijas laiks nav gandrīz tik labi kā sērijveida regulatora.
SCR priekšregulators un sērijas regulators.
Vislabākās SCR un sērijas regulatoru īpašības ir saliktas kopā ar šāda veida barošanas ķēdi, ko izmanto vidējas un lielas jaudas lietojumiem. SCR priekšregulators tiek izmantots, lai nodrošinātu aptuveni regulētu padevi aptuveni par pieciem voltiem, kas pārsniedz ieteikto, kopā ar piemērotu sērijas regulatoru.
Tas samazina jaudas zudumus sērijveida regulatorā. Tomēr to būvēt ir daudz dārgāk.
Pārslēgšanas regulators.
Šis paņēmiens, kas tiek piemērots arī vidējas un lielas jaudas lietojumiem, nodrošina pieņemamu regulēšanu, un maza jaudas izkliede regulatorā tomēr ir dārga konstrukcijai, un tai ir augstas frekvences pulsācija uz izejas.
Pārslēgta režīma barošana.
Visveiksmīgākā tehnika - šis regulators labo elektrotīklu, lai darbinātu invertoru ar frekvenci 20 kHz vai pat vairāk. Lai pazeminātu vai palielinātu spriegumu, parasti tiek izmantots zemu izmaksu ferīta transformators, kura izeja tiek iztaisnota un filtrēta, lai iegūtu vēlamo līdzstrāvas izeju.
Līnijas regulēšana ir ļoti laba, taču tai noteikti ir negatīvie aspekti, ka to nevar ērti izmantot kā mainīgu avotu, jo tā ir vienkārši pielāgojama salīdzinoši mazākā diapazonā.
MŪSU PAŠU DIZAINS
Mūsu sākotnējais projektēšanas princips bija aptuveni 20 voltu strāvas padeve ar 5–10 ampēru jaudu.
Ņemot vērā viegli pieejamās regulatora šķirnes, kā arī izmaksas, tika izvēlēts ierobežot strāvu līdz aptuveni 2,5 ampēriem.
Šī pieeja mums palīdzēja izmantot sērijveida regulatoru, visrentablāko modeli. Bija nepieciešama laba regulēšana, kā arī regulējama strāvas ierobežošanas funkcija, kā arī papildus tika izvēlēts, ka strāvas padeve varētu darboties līdz praktiski nullei voltu.
Lai iegūtu galīgo kvalifikāciju, ir būtiska negatīva piegādes sliede vai salīdzinātājs, kas var darboties, izmantojot tā ievadi pie nulles voltiem. Atšķirībā no negatīvās piegādes sliedes izmantošanas mēs nolēmām strādāt ar CA3l30 IC operatīvo pastiprinātāju kā salīdzinājumu.
CA3l 30 nepieciešama viena barošana (maksimums 15 volti), un sākumā mēs izmantojām rezistoru un l 2 voltu zeneru, lai iegūtu 12 voltu barošanu. Pēc tam atskaites spriegums no šī zenera padeves tika izveidots ar vēl vienu rezistoru un 5 voltu zeneru.
Tika uzskatīts, ka tas būtu nodrošinājis atbilstošu atsauces sprieguma regulējumu, taču praktiski tika konstatēts, ka taisngrieža izeja mainās no 21 līdz 29 voltiem, kā arī daži pulsācijas un sprieguma pārslēgšanās, kas notika 12 voltu zenerā, kā rezultātā beidzās tiek atspoguļots 5 voltu zenera atskaitē.
Šī iemesla dēļ 12 voltu zeneru aizstāja ar lC regulatoru, kas novērsa problēmu.
Ar visiem sērijas regulatoriem sērijveida izejas tranzistoram, ņemot vērā izkārtojuma raksturlielumus, vajadzētu izkliedēt daudz enerģijas, īpaši zemā izejas spriegumā un lielā strāvā. Šim faktoram respektabls radiators ir svarīga struktūras sastāvdaļa.
Rūpnieciskie radiatori ir neticami dārgi, un tos bieži ir grūti piestiprināt. Tā rezultātā mēs izveidojām savu radiatoru, kas bija ne tikai pieejamāks, bet darbojās daudz labāk nekā komerciālās variācijas, par kurām mēs domājām - vienkāršāk piestiprināt.
Neskatoties uz to, pie pilnas slodzes radiators turpina darboties silts, tāpat kā transformators. un augstsprieguma zemsprieguma apstākļos tranzistors pat varētu kļūt pārāk žņaudzošs, lai to varētu pieskarties.
Tas ir diezgan normāli, jo tranzistors šajās situācijās joprojām darbojas tā izvēlētajā temperatūras diapazonā.
Līdztekus jebkurai ārkārtīgi regulētai piegādei grūtības var sagādāt noturība. Šim motīvam ir iekļauti sprieguma regulēšanas režīmi, kondensatori C5 un C7, lai samazinātu cilpas pieaugumu augstās frekvencēs un tādējādi izvairītos no barošanas svārstībām.
C5 vērtība ir izvēlēta, lai ideāli ietaupītu starp stabilitāti un reakcijas periodu. Ja C5 vērtība ir pārāk zema, reakcijas ātrums tiek palielināts.
Tomēr pastāv lielāka stabilitātes trūkuma iespēja. Ja pārmērīgi ilgs reakcijas laiks tiek nepamatoti palielināts. Strāvas ierobežojuma režīmā identisko funkcionalitāti papildina C4, un tiek ieviesti tieši tādi paši atzinumi kā sprieguma scenārijā.
Tā kā barošanas avotam ir relatīvi liela strāvas izeja, neapšaubāmi var būt zināms sprieguma kritums pāri elektroinstalācijai uz izejas spailēm. To kompensē, uztverot spriegumu uz izejas spailēm, izmantojot neatkarīgu vadu kopumu.
Lai gan elektroenerģija galvenokārt tika piegādāta par 20 voltiem pie 2,5 ampēriem, galu galā tika ieteikts, ka tieši tādu pašu padevi var pieradināt piegādāt 40 voltu pie 1,25 ampēriem un ka tas daudziem varētu būt piemērotāks.
To var panākt, modificējot taisngrieža iestatījumus un dažus komponentus. Bija dota ideja izveidot pārslēdzamu piegādi, tomēr papildu sarežģītība un cena bija tā, ka to neņēma vērā kā izdevīgu.
Tāpēc jums galvenokārt jāizvēlas konfigurācija, kas atbilst jūsu pieprasījumam, un pēc vajadzības jāveido piedāvājums.
Maksimālo pieejamo regulējamo spriegumu, iespējams, ierobežo regulatora ieejas spriegums, kas ir pārāk samazināts (ar vairāk nekā 18 voltiem un 2,5 ampēriem) vai varbūt no R14 / R15 attiecības un atsauces sprieguma vērtības. (Izeja = R14 + R15 / R15) V ref
ZD1 pielaides dēļ, iespējams, nav pieejami visi 20 volti (vai 40 volti). Ja to identificē kā situāciju, R14 ir jāpalielina līdz nākamajai labvēlīgajai vērtībai.
Sprieguma un strāvas kontrolei ir piešķirti viena pagrieziena potenciometri, ņemot vērā to, ka tie ir pieņemami. Tomēr, ja ir nepieciešama precīza sprieguma vai strāvas vadības iestatīšana, kā aizstājējs jāpiemēro potenciometri ar desmit apgriezieniem.
KĀ TAS STRĀDĀ
Izmantojot transformatoru, 240 voltu elektrotīkls tiek pazemināts līdz 40 Vac, un, pamatojoties uz to, kas ir izveidots, tiek izlīdzināts līdz 25 vai 5 Vdc.
Šis spriegums faktiski ir mērens, jo faktiskais spriegums atšķirsies no 29 voltiem (58 voltiem) bez slodzes līdz 21 voltam (42 voltiem) ar pilnu slodzi.
Abos gadījumos tiek izmantoti vienādi filtra kondensatori. Tie ir pievienoti paralēli jūsu 25 voltu variantam (5000uF) un sērijveidā paredzēti 50 voltu modelim (1250uF). 50 voltu modelī transformatora centrālais krāns tiks savienots ar kondensatoru centrālo krānu, tādējādi garantējot precīzu spriegumu. dalīšana starp kondensatoriem. Šis iestatījums papildus piedāvā 25 voltu padevi regulatoram lC.
Sprieguma regulators būtībā ir sērijveida tips, kurā virknes tranzistora pretestību regulē ar tādu metodi, ka šis spriegums visā slodzē tiek turēts nemainīgs iepriekš noteiktā vērtībā.
Transistors Q4 izkliedē lielu jaudu, īpaši pie zemas izejas sprieguma un lielas strāvas, un tāpēc tas ir uzstādīts uz radiatora produkta aizmugurē.
Tranzistors Q3 nodrošina pašreizējo pieaugumu Q4, sadarbība darbojas kā lieljaudas, lielas peļņas PNP tranzistors. Izmantojot integrālās ķēdes regulatoru ICI, 25 volti tiek samazināti līdz 12 voltiem. Šis spriegums parasti tiek izmantots kā barošanas spriegums CA3130 lCs, un zenera diode ZDI to papildus pazemina līdz 5,1 voltiem, lai to izmantotu kā atskaites spriegumu.
Sprieguma regulēšanu veic lC3, kas pārbauda spriegumu, ko nosaka RV3 (O līdz 5,1 'volti), izejas spriegumu dalot ar R14 un R15. Sadalītājs nodrošina dalījumu 4,2 (O līdz 21 volti) vai astoņus (0 līdz 40 volti).
No otras puses, augstākajā līmenī iegūstamais spriegums ir ierobežots līdz vietai, kurā regulatoram izdodas zaudēt vadību pie lielas strāvas, jo spriegums caur filtra kondensatoru sasniedz izejas spriegumu, kā arī var atrast aptuveni 100 Hz pulsāciju. IC3 izeja regulē tranzistoru Q2, kas pēc tam kontrolē izejas tranzistoru tā, lai izejas spriegums turpinātu būt konsekvents neatkarīgi no līnijas un slodzes atšķirībām. 5,1 voltu atsauce tiek piedāvāta Q2 līdz Q1 izstarotājam.
Šis tranzistors faktiski ir bufera posms, lai neitralizētu 5,1 voltu līnijas noslodzi. Strāvas vadību veic IC2, kas analizē spriegumu, ko nosaka -RV1 (O līdz 0,55 volti), izmantojot spriegumu, ko ap R7 rada slodzes strāva.
Ja RV1 ir noteikts 0,25 volti un strāva, kas ņemta no barošanas avota, ir maza, IC2 jauda būs tuvu 12 voltiem. Tas noved pie tā, ka LED 2 iedegas, jo Q1 izstarotājs ir 5,7 volti.
Tādējādi šī gaismas diode norāda, ka šī barošana darbojas sprieguma regulatora režīmā. Tomēr, ja pašreizējā piedziņa tiek paaugstināta tā, ka spriegums ap R7 ir nedaudz lielāks par 0,25 voltiem (mūsu attēlā), IC2 izeja var samazināties. Kad IC2 izeja nokrītas zem aptuveni 4 voltiem, Q2 sāk izslēgties, izmantojot LED 3 un D5. Tā rezultātā būtu jāsamazina izejas spriegums, lai spriegums visā R7 nevarētu pieaugt vairāk.
Lai gan tas notiek, sprieguma salīdzinātājs IC3 mēģina novērst problēmu, un tā izeja pieaug līdz 12 voltiem. Pēc tam IC2 patērē vairāk strāvas, un šī strāva izgaismo gaismas diodi 3, kas nozīmē, ka barošana darbojas strāvas ierobežojuma režīmā.
Lai nodrošinātu precīzu regulēšanu, sprieguma sensori tiek piegādāti izejas punktos neatkarīgi no tiem, kas pārvadā slodzes strāvu. Skaitītājs ietver vienu miliampa kustību un nolasa izejas spriegumu (uzreiz gar izejas spailēm) vai strāvu (“izmērot spriegumu ap R7), kā izvēlēts no priekšējā paneļa slēdža SV2
PCB izkārtojums 40 V barošanas ķēdei
BŪVNIECĪBA
Ieteicamais PCB izkārtojums šai 0-40 V mainīgās barošanas ķēdei ir jāizmanto, jo būvniecība notiek ārkārtīgi vienkāršoti.
Sastāvdaļas jāuzliek kopā uz tāfeles, lai nodrošinātu, ka diodu, tranzistoru, lC un elektrolītisko līdzekļu polaritāte ir pareiza. BDl40 (Q3) jāuzstāda tā, lai tā puse, kurā tiek izmantota metāla virsma, saskartos lCl virzienā. Uz tranzistora jāpieskrūvē neliels radiators, kā parādīts attēlā.
Ja tiek izmantots metālapstrāde, kā norādīts sīkāk, ir jāizmanto montāžas kārtība.
a) Pievienojiet priekšējo paneli rāmja priekšpusē un pieskrūvējiet tos savā starpā, uzstādot skaitītāju.
b) Piestipriniet izejas spailes, potenciometrus un skaitītāja slēdzi uz priekšējā paneļa.
c) Gaismas diožu katodi (kurus mēs pielietojām) bija apzīmēti ar iecirtumu korpusā, kuru nevarēja pamanīt, kamēr gaismas diodes bija uzstādītas uz priekšējā paneļa.
Ja tā izklausās jūsu situācijā, samaziniet katoda spailes nedaudz mazākas, lai tās atpazītu, pēc tam uzstādiet gaismas diodes vietā.
d) stieples garumi (apmēram 180 mm gari) līdz transformatora 240 voltu spailēm, izolējiet spailes ar lenti, pēc kuras transformatoru piestiprina vietā rāmja iekšpusē.
f) Uzstādiet elektrības vadu un tā stiprinājumu. pieslēdziet strāvas slēdzi, izolējiet spailes un pēc tam pievienojiet slēdzi priekšējā panelī.
g) Piestipriniet radiatoru un pieskrūvējiet to rāmja aizmugurē, izmantojot pāris skrūves - pēc tam uzstādiet strāvas tranzistoru, izmantojot izolācijas paplāksnes un silīcija smērvielu.
h) Uzstādiet salikto PCB uz karkasa, izmantojot 10 mm starplikas.
i) Vadu transformatora sekundārajiem, taisngrieža diodēm un filtru kondensatoriem. Diodu vadi ir pietiekami stingri, lai patiesībā nevēlētos papildu atbalstu.
j) Elektroinstalācija, kurā ir iekļauta tāfele un slēdži, iespējams, tagad var ienākt, savienojot punktus ar atbilstošiem burtiem priekšējā paneļa diagrammā un komponentu pārklājuma diagrammās. Vienīgais nepieciešamais iestatījums būtu skaitītāja kalibrēšana. Pievienojiet strāvas avota izejas kontrolei īstu voltmetru tā, lai ārējais skaitītājs atšifrētu 1 5 voltus (vai 30 voltus alternatīvajā uzstādījumā).
Piedāvāto 40 V 2 ampēri barošanas ķēdes detaļu saraksts
Pāri: 3 cietvielu vienas IC 220V regulējamas barošanas ķēdes Nākamais: 2 kompakts 12 V 2 ampēru SMPS ķēde LED draiverim
