Лабораторно захранване - основно устройство в аматьорска работилница, в електрическата практика. Авторът не води редовна работа с тънка и деликатна електроника, но понякога е необходимо. И когато устройството е готово, започва търсенето на подходящи CREN и LM („ходеща“ селска мрежа). Напоследък човек също трябва да се справя редовно с LED ленти (вградена подсветка). LED лентата в такива лампи често се използва по доста причудлив начин и в резултат на този вид инсталационни работи са повредени повече от един редовен превключващ захранващ блок. Накратко, нуждата е узряла.
Техническо задание
Захранването се разглежда като линейно (нискочестотен трансформатор) като по-упорито, просто и поддържано. Теглото и размерите на стационарен уред не са много важни. Захранването трябва да бъде регулируемо, да дава постоянно стабилизирано напрежение до, да речем +20 V, с ток на натоварване до няколко ампера. Захранването със сигурност трябва да е снабдено със защита срещу късо съединение, а също така е желателно регулируема защита срещу претоварване на товара. Захранването може да бъде едноканално, еднополюсно.
Много е добре да имате на борда набор от измервателни уреди - волтметър-амперметър. Това значително увеличава удобството в работата, ще позволи някои други работи и измервания, освобождава работното пространство на масата от ненужни външни устройства и проводници.
Производството на дизайнерски осветителни тела предполага вероятността от продажбата им, включително в страни, чиито електрически мрежи. За щастие, импулсните захранващи устройства имат обхват на входното напрежение, което покрива всички възможни стойности - ~ 100 ... 240 V. Остава само да захранвате мрежовия адаптер с подходящ адаптер. Мрежовото напрежение, близко до 240 волта, не е рядкост в нашата мрежа (на една от фазите). По-ниската стойност на диапазона няма къде да се вземе. Много е желателно да се проверява работата на PSU при ниско напрежение, като се има предвид качеството на повечето захранващи устройства, произведени от Китай, които идват при нас. TS-180-2 силовият трансформатор, използван в лабораторното захранващо устройство, има мрежови намотки на две намотки (разделени на две равни части). Това направи много лесно получаването на желаното напрежение от ~ 110 V.
Какво беше необходимо за работа
Комплект инструменти за електрическа инсталация, мултицет, поялник с аксесоари, набор от инструменти за метални изделия.
В допълнение към радио елементи, бизнес от един стар PC-шник, парче плексиглас, малко покривна стомана, дебел текстолит и алуминий влезе в бизнес. KPT-8 паста, крепежни елементи, монтажна тел и медна тел, термотръб, найлонови ремъци, бояджийски материали.
инженерство
Решено е да се сглоби захранването на базата на специализиран микрочип на регулируем стабилизатор KR142EN12 (LM317). Това даде възможност да се получат доста прилични параметри с много проста схема на устройството.
Веригата има следните характеристики - превключваща (превключвател SA2) вторична намотка на трансформатора TV1 за намаляване на нагряването на регулиращия елемент на стабилизатора. Усилване на стабилизаторния чип DA1 дистанционен транзистор VT1. Регулатор на ток за защита от микросхеми на елементи R5 ... R9, SA3.
Основен трансформатор - TS180-2 с пренавиващи се вторични намотки. В допълнение към силовите вторични намотки бяха навити две сравнително ниски токови намотки за биполярни стабилизатори на мощност на измервателни уреди. Трансформаторните бобини са лакирани, което даде възможност да се намали акустичният му шум (бръмчене) и ни позволи да се надяваме на дългосрочна работа със старата намотка.
Захранващият блок използва домашни измервателни уреди - цифров волтметър и амперметър на микросхемите KR572PV2 (ICL7107) [3]. Седем сегментни индикатори, за удобството на бързото разпознаване, с различни размери и различни цветове. Електрическите вериги изискват биполярно захранване +5 V, -5 V. Всяко устройство изисква собствено захранване, захранването на амперметъра трябва да бъде напълно изолирано от основната верига.
Контактите на превключвателите SA2, SA3 трябва да преминат ток до 3A. Като тези превключватели са използвани бисквити PGC [2] с керамични дъски. Допустимият ток през контактната група е 3 А. За да се увеличи надеждността на захранването, контактите на синхронно работещите групи са свързани паралелно.
Захранването е сглобено в стар железен корпус от системния модул за компютър на процесор 80286. Освен това е без радиатори и вентилатори. Калъфът е с малки размери, изработен от стомана със значителна дебелина. Това е заварена рамка за кутия и U-образно покритие. Малка ъглошлайфа успя да изреже вътрешни специализирани отделения, металната основа за инсталиране на дънната платка беше споена на мястото си с газова горелка. Това повишава твърдостта на конструкцията.
Основният радиатор за инсталиране на регулиращите елементи е направен независимо от дебел алуминиев лист с нитове от същия ъгъл. Закрепени с алуминиеви щори, ставите бяха смазани с топлопроводяща паста KTP-8.
Редовният панел на кутията, бъдещето в предния дизайн, се оказа, че има вентилационни отвори и дупки и трябваше да се направи фалшив панел. Обяснителни етикети, везни и др. нарисуван в AutoCAD и отпечатан с фотографско качество върху специална дебела хартия. Дупките и отворите са издълбани със скалпел. Предният панел е покрит с прозрачен панел от органично стъкло. Панелът е изрязан с ножовка за метал, вътрешните отвори са изрязани с мозайката върху дърво, а малките са пробити. Панелите нямат специални крепежни елементи, всичко се държи от редовни крепежни елементи на монтажни елементи.
Вътрешните отвори и отворите в панела, изработени от 0,5 мм покривна стомана, бяха изрязани с моторна трион, със стандартна бормашина или малък абразивен диск с малка ъглошлайфа. Дупките се пробиват и пробиват с кръгла пила.
Изходни клеми - отрицателният терминал се завинтва директно към металния корпус, отвътре към него се споява парче дебела калайдисана тел, към което се намаляват всички "земни" краища. Положителният извод е удължен и изолиран - към него е споено парче от винта M4 и е направен текстолитов изолатор.
Части от изолатора се изрязват от плочата с мозайката върху дърво и се включват на сондажна машина.
След сглобяването на предния панел инсталирах основните контроли за устройството. Инсталирах измервателни уреди на импровизирани стелажи от дълги винтове M3.Широка лента за маскиране беше използвана като лек филтър, маскиращ празни сегменти от индикатори.
Светодиодите (все още не се използват - предният панел се използва от предишен незавършен дизайн) са плътно монтирани в дупките. Те се държат от дебела калайдисана тел, поставена между термометровите клеми на светодиодите и споена към метален панел. Обективът в краищата на светодиодите е рамкиран с файлов флъш с прозрачен панел.
Паралелното свързване на групите контакти на превключвателите на твърдия диск се извършва с дебела консервна тел. Преди монтажа превключвателите се конфигурират чрез преместване на ограничителя. Върху венчелистчетата на превключвателя SA3 монтирани резистори R5 ... R8. Превключвателят ми се оказа с две групи от пет контакта. Синхронно комутираните контакти бяха свързани паралелно, подобно на SA2, петият контакт се използва за още 10 mA обхват. В този случай обхват 4 е фиксиран (променлив резистор R9 е отстранен) при 100 mA. Стойностите на токорегулиращите резистори и тяхната мощност могат да бъдат изчислени по формулите, дадени в [1].
На метална основа са монтирани трансформатор и блок оксидни кондензатори C5 (2x10 000x50 V). Захранващият кабел е временно свързан с венчелистчетата на трансформатора, силовите проводници на вторичната намотка са споени към SA2 и е свързан изправител. Чрез пробно включване се убедих в работоспособността на тази част от веригата.
На домашно охлаждащ радиатор са инсталирани микросхема (по избор), диоден мост и външен контролен транзистор (2xTIP147). Замяната на мощно полупроводниково устройство с няколко по-малко мощни е полезно от гледна точка на охлаждането - равномерно разпределяме източници на топлина върху радиатора.
Резисторите за подравняване на ток от 0,25 ома са изработени от парчета (около 10 см) стоманена тел (от оребрен пластмасов маркуч за окабеляване). Проводникът се отгрява в пламъка на газова горелка, краищата му са оголени и калайдисани с цинков хлорид (спояваща киселина). Местата на запояване се промиват старателно с вода, след което резисторният проводник се споява с колофон.
На твърдите проводници на монтажните елементи се монтират няколко малки елемента с тънки проводници. След проверка на работоспособността частта от веригата, поставена върху радиатора, е инсталирана в кутията и свързана с къси проводници на значителна (ако е необходимо) секция. Здравна проверка.
Включването на измервателни уреди. Както вече споменахме, специализираната микросхема KR572PV2 (ICL7107) изисква биполярно напрежение от +5 V, -5 V. Осъзнаването на този факт струваше няколко изгорени печатни песни и изгорен LSI. Е, добрите уроци винаги са скъпи. Трансформаторът имаше само две еднакви намотки за +5 V и -5 V (предположенията бяха общи за двата метра). Възможно е да се излезе от ситуацията чрез прилагане на различна схема за включване на токоизправители и събиране на друго подобно захранване. В този случай бяха получени две галванично изолирани PSU.
Два независими източника се сглобяват на отделни платки и се фиксират към стандартните фланци на микросхемите (корпус TO-220). Токът, изразходван от измервателното устройство, е малък, така че микросхемите на стабилизатора се използват в пластмасов дизайн, което направи възможно монтирането им без изолационни уплътнения. Единственият 7805 с метален фланец (GND щифт на микросхемата) във волтметъра PSU също е инсталиран без изолационна лента, това е допустимо от веригата.
На крайния фланец на мрежовия трансформатор е инсталирана метална платка с електромери. Правят се връзки, проверява се оперативността. Чрез многооборотни настройки на резистори на платките на измервателните уреди [3] показаните стойности на устройствата се настройват на показанията на външен мултицет.
Накрая беше направен панел за гнездо ~ 110 V, инсталиран е самият гнездо и е извършена връзката му. Връзката, като има галванична връзка с мрежата, е допълнително изолирана от металния корпус с дебела PVC тръба, сравнително мек кабел е фиксиран на няколко места с найлонови ремъци, а припоите са изолирани с топлопровод.
Временният мрежов проводник е заменен от постоянно окабеляване през превключвателя на мрежата и кутията с предпазители. Сносите и проводниците се полагат по същия начин - допълнителна изолация от метално шаси, механично закрепване, изолиране на точки за запояване.
Страните на шасито на инструмента са покрити с панели, изрязани от покрив от поцинкована стомана и монтирани на слепи нитове. Горният капак е изрязан от стандартния U-образен капак на системния блок. В капака над радиатора бяха пробити маси от дупки за охлаждане и в блока от резисторни резистори R5 ... R8, повредената бояджийска работа беше възстановена.
На панела от плексиглас около дръжката за превключване на граничните граници на тока (SA3) гравьорът направи пет сканирания и посочи границите - 10 mA; 100 mA 0,3 A; 1 A; 3 А. Гравирани вдлъбнатини, пълни с тъмна боя.
Изводи, работа върху бъгове
Оригиналната схема е претърпяла няколко промени и опростявания, всички те са функционални и за известно време работата показа, че са доста удобни. Например, да се отървете от резистори R3, R9. Въвеждането на още 10 mA граница направи много удобно да се проверява работата на светодиодите, да се измерва стабилизационното напрежение на ценеровите диоди (обратно включване!).
По време на инсталацията няколко точки се изплъзнаха от вниманието - кондензаторите на байпасните диоди на изправителния мост и предпазителя FU2 не бяха инсталирани. Кондензаторите неутрализират смущения от превключване на нискочестотни диоди, предпазител ще помогне за спасяването на трансформатора в случай на авария. Това ще бъде следващата ревизия. В същото време си струва да използвате поне един от светодиодите - да им посочите издутия предпазител.
литература
1. Списание RADIOhobby № 5, 1999 г.
2. PGC, PGG превключватели, контролен списък.
3. Волтметър, амперметър на K572PV2 (ICL7107).
Бабай Мазай, юни, 2019г