Захранване: с и без регулиране, лабораторно, импулсно, апаратно, ремонтно. Лабораторно захранване: импулсно или линейно, кое да избера? Устройство, схеми и тяхното сравнение Как да сглобите лабораторно захранване със собствените си ръце

За радиолюбителите и съвременните хора като цяло, незаменимо нещо в къщата е захранващият блок (PSU), защото има много полезна функция - регулиране на напрежението и тока.

В същото време малко хора знаят, че е напълно възможно да направите такова устройство с дължимата грижа и познания за радиоелектрониката със собствените си ръце. За всеки радиолюбител, който обича да се занимава с електроника у дома, домашните лабораторни захранвания ще му позволят да практикува хобито си без ограничения. Нашата статия ще ви разкаже как да направите регулируемо захранване със собствените си ръце.

Какво трябва да знаете

Захранването с регулиране на тока и напрежението е задължителен елемент в един модерен дом. Това устройство, благодарение на специалното си устройство, може да преобразува наличните напрежение и ток в мрежата до нивото, което конкретно електронно устройство може да консумира. Ето приблизителна схема на работа, според която можете да направите такова устройство със собствените си ръце.

Но готовите захранвания са доста скъпи за закупуване за специфични нужди. Ето защо днес много често преобразувателите за напрежение и ток се правят на ръка.

Забележка! Домашните лабораторни захранвания могат да имат различни размери, номинална мощност и други характеристики. Всичко зависи от това какъв конвертор ви трябва и за каква цел.

Професионалистите могат лесно да направят мощно захранване, докато начинаещите и любителите могат да започнат с прост тип устройство. В този случай, в зависимост от сложността, може да се използва много различна схема.

Какво да вземете предвид

Регулираното захранване е универсален преобразувател, който може да се използва за свързване на всяко домакинско или компютърно оборудване. Без него нито един домашен уред няма да може да функционира нормално.
Такова захранващо устройство се състои от следните компоненти:

• трансформатор;
• конвертор;
• индикатор (волтметър и амперметър).
• транзистори и други части, необходими за създаване на висококачествена електрическа мрежа.

Диаграмата по-горе показва всички компоненти на устройството.
Освен това този тип захранване трябва да има защита за висок и слаб ток. В противен случай всяка аварийна ситуация може да доведе до факта, че преобразувателят и свързаното към него електрическо устройство просто изгарят. Този резултат може да бъде причинен и от неправилно запояване на компонентите на платката, неправилно свързване или монтаж.
Ако сте начинаещ, тогава, за да направите регулируем тип захранване със собствените си ръце, по-добре е да изберете проста опция за сглобяване. Един от простите видове преобразуватели е захранване 0-15V. Има защита срещу свръхток в свързания товар. Схемата за неговото сглобяване се намира по-долу.

Проста монтажна схема

Това е, така да се каже, универсален тип монтаж. Диаграмата тук е лесна за разбиране за всеки, който е държал поялник поне веднъж в ръцете си. Предимствата на тази схема включват следните точки:

• състои се от прости и достъпни части, които могат да бъдат намерени или на радиопазара, или в специализирани магазини за радиоелектроника;
• прост тип сглобяване и допълнителна конфигурация;
• тук долната граница за напрежение е 0,05 волта;
• двудиапазонна защита за токов индикатор (при 0,05 и 1А);
• широк диапазон за изходни напрежения;
• висока стабилност във функционирането на преобразувателя.

Диоден мост

В тази ситуация трансформаторът ще осигури напрежение, което е с 3 V по-високо от максималното необходимо изходно напрежение. От това следва, че захранващо устройство, което може да регулира напрежение до 20 V, изисква трансформатор от поне 23 V.

Забележка! Диодният мост трябва да бъде избран въз основа на максималния ток, който ще бъде ограничен от наличната защита.

Филтърен кондензатор от 4700 µF ще позволи на оборудването, чувствително към шума от захранването, да избегне фоновия шум. За да направите това, ще ви е необходим компенсационен стабилизатор с коефициент на потискане за пулсации над 1000.
Сега, след като разбрахме основните аспекти на сглобяването, трябва да обърнем внимание на изискванията.

Изисквания към устройството

За да създадете просто, но в същото време висококачествено и мощно захранване с възможност за регулиране на напрежението и тока със собствените си ръце, трябва да знаете какви изисквания съществуват за този тип преобразувател.
Тези технически изисквания изглеждат така:

• регулируем стабилизиран изход за 3–24 V. В този случай текущото натоварване трябва да бъде най-малко 2 A;
• нерегулиран изход 12/24 V. Това предполага голям токов товар.

За да изпълните първото изискване, трябва да използвате интегрален стабилизатор. Във втория случай изходът трябва да се направи след диодния мост, така да се каже, заобикаляйки стабилизатора.

Да започнем сглобяването

Трансформатор TS-150–1

След като определите изискванията, на които трябва да отговаря вашето постоянно регулирано захранване и изберете подходящата верига, можете да започнете самото сглобяване. Но преди всичко нека се запасим с необходимите ни части.
За монтаж ще ви трябва:

• мощен трансформатор. Например TS-150–1. Способен е да доставя напрежение от 12 и 24 V;
• кондензатор. Можете да използвате модел 10000 µF 50 V;
• чип за стабилизатор;
• ленти;
• подробности за веригата (в нашия случай схемата, показана по-горе).

След това, според диаграмата, сглобяваме регулируемо захранване със собствените си ръце в строго съответствие с всички препоръки. Трябва да се спазва последователността от действия.

Готово захранване

Следните части се използват за сглобяване на захранването:

• германиеви транзистори (най-вече). Ако искате да ги замените с по-модерни силициеви елементи, тогава долният MP37 определено трябва да остане германий. Тук се използват транзистори MP36, MP37, MP38;
• На транзистора е монтиран блок за ограничаване на тока. Той осигурява наблюдение на спада на напрежението върху резистора.
• Ценеров диод D814. Той определя регулирането на максималното изходно напрежение. Поема половината от изходното напрежение;

Забележка! Тъй като ценеровият диод D814 приема точно половината от изходното напрежение, той трябва да бъде избран да създава изходно напрежение 0-25V от приблизително 13V.

• долната граница в сглобеното захранване има индикатор за напрежение само 0,05 V. Този индикатор е рядък за по-сложни вериги за монтаж на преобразуватели;
• циферблатни индикатори показват индикатори за ток и напрежение.

Части за сглобяване

За да поберете всички части, трябва да изберете стоманена кутия. Той ще може да екранира трансформатора и захранващата платка. В резултат на това ще избегнете ситуации на различни видове смущения за чувствително оборудване.

Полученият преобразувател може безопасно да се използва за захранване на всяко домакинско оборудване, както и за експерименти и тестове, извършвани в домашна лаборатория. Също така, такова устройство може да се използва за оценка на работата на автомобилен генератор.

Заключение

Използвайки прости схеми за сглобяване на регулиран тип захранване, ще можете да се справите и в бъдеще да правите по-сложни модели със собствените си ръце. Не трябва да поемате непосилна работа, тъй като в крайна сметка може да не получите желания резултат и домашният преобразувател ще работи неефективно, което може да се отрази негативно както на самото устройство, така и на функционалността на свързаното към него електрическо оборудване.
Ако всичко е направено правилно, тогава в крайна сметка ще получите отлично захранване с регулиране на напрежението за вашата домашна лаборатория или други ежедневни ситуации.

Избор на уличен сензор за движение за включване на осветлението

Майсторът, чието устройство беше описано в първата част, след като се зае да направи захранване с регулиране, не усложни нещата за себе си и просто използва дъски, които лежаха празни. Вторият вариант включва използването на още по-често срещан материал - добавена е корекция към обичайния блок, може би това е много обещаващо решение по отношение на простотата, като се има предвид, че необходимите характеристики няма да бъдат загубени и дори най-опитното радио любител може да реализира идеята със собствените си ръце. Като бонус има още две опции за много прости схеми с всички подробни обяснения за начинаещи. Така че има 4 начина, от които да избирате.

Ще ви кажем как да направите регулируемо захранване от ненужна компютърна платка. Майсторът взе компютърната платка и изряза блока, който захранва RAM.
Ето как изглежда той.

Нека да решим кои части трябва да се вземат и кои не, за да отрежете това, което е необходимо, така че платката да има всички компоненти на захранването. Обикновено импулсният блок за подаване на ток към компютър се състои от микросхема, PWM контролер, ключови транзистори, изходен индуктор и изходен кондензатор и входен кондензатор. По някаква причина платката има и входен дросел. Той също го остави. Ключови транзистори - може би два, три. Има място за 3 транзистора, но не се използва в схемата.

Самият чип на PWM контролера може да изглежда така. Ето я под лупа.

Може да изглежда като квадрат с малки карфици от всички страни. Това е типичен PWM контролер на платка за лаптоп.

Ето как изглежда импулсно захранване на видеокарта.

Захранването на процесора изглежда абсолютно същото. Виждаме ШИМ контролер и няколко захранващи канала на процесора. 3 транзистора в този случай. Дросел и кондензатор. Това е един канал.
Три транзистора, дросел, кондензатор - вторият канал. Канал 3. И още два канала за други цели.
Знаете как изглежда един PWM контролер, вижте под лупа означенията му, потърсете datasheet в интернет, изтеглете pdf файла и вижте схемата, за да не объркате нещо.
На диаграмата виждаме ШИМ контролер, но щифтовете са маркирани и номерирани по ръбовете.

Транзисторите са обозначени. Това е дроселът. Това е изходен кондензатор и входен кондензатор. Входното напрежение варира от 1,5 до 19 волта, но захранващото напрежение към PWM контролера трябва да бъде от 5 волта до 12 волта. Тоест може да се окаже, че е необходим отделен източник на захранване за захранване на PWM контролера. Цялото окабеляване, резистори и кондензатори, не се тревожете. Не е нужно да знаете това. Всичко е на платката, не сглобявате PWM контролер, а използвате готов. Трябва да знаете само 2 резистора - те задават изходното напрежение.

Резисторен делител. Целият му смисъл е да намали сигнала от изхода до около 1 волт и да приложи обратна връзка към входа на PWM контролера. Накратко, чрез промяна на стойността на резисторите, можем да регулираме изходното напрежение. В показания случай, вместо резистор за обратна връзка, капитанът инсталира резистор за настройка от 10 kOhm. Това беше достатъчно за регулиране на изходното напрежение от 1 волт до приблизително 12 волта. За съжаление, това не е възможно на всички PWM контролери. Например, на PWM контролери на процесори и видеокарти, за да може да се регулира напрежението, възможността за овърклок, изходното напрежение се подава от софтуер чрез многоканална шина. Единственият начин да промените изходното напрежение на такъв PWM контролер е чрез използване на джъмпери.

Така че, знаейки как изглежда един PWM контролер и елементите, които са необходими, вече можем да изключим захранването. Но това трябва да се направи внимателно, тъй като има следи около PWM контролера, които може да са необходими. Например, можете да видите, че пистата минава от основата на транзистора до PWM контролера. Беше трудно да го спася; трябваше внимателно да изрежа дъската.

Използвайки тестера в режим на набиране и фокусирайки се върху диаграмата, запоих проводниците. Също така използвайки тестера, намерих пин 6 на ШИМ контролера и резисторите за обратна връзка звъняха от него. Резистора се намираше в rfb, той беше свален и вместо него от изхода беше запоен резистор за настройка 10 килоома за регулиране на изходното напрежение, разбрах също като се обадя, че захранването на PWM контролера е директно свързан към входната захранваща линия. Това означава, че не можете да подадете повече от 12 волта на входа, за да не изгорите PWM контролера.

Да видим как изглежда захранването в действие

Запоих щепсела за входно напрежение, индикатора за напрежение и изходните проводници. Свързваме външно захранване от 12 волта. Индикаторът светва. Вече беше настроен на 9,2 волта. Нека се опитаме да регулираме захранването с отвертка.

Време е да проверите на какво е способно захранването. Взех дървен блок и домашен резистор, навит от нихромова жица. Съпротивлението му е ниско и заедно със сондите на тестера е 1,7 ома. Превръщаме мултиметъра в режим на амперметър и го свързваме последователно с резистора. Вижте какво се случва - резисторът се загрява до червено, изходното напрежение остава практически непроменено, а токът е около 4 ампера.

Майсторът вече е правил подобни захранвания преди. Единият е изрязан със собствените си ръце от дъска за лаптоп.

Това е така нареченото напрежение в режим на готовност. Два източника от 3,3 волта и 5 волта. Направих калъф за него на 3D принтер. Можете също така да разгледате статията, където направих подобно регулируемо захранване, също изрязано от платка на лаптоп (https://electro-repair.livejournal.com/3645.html). Това също е PWM захранващ контролер за RAM.

Как да си направим регулиращо захранване от обикновен принтер

Ще говорим за захранването на мастиленоструен принтер Canon. Много хора ги държат бездействащи. Това по същество е отделно устройство, което се държи в принтера чрез резе.
Характеристиките му: 24 волта, 0,7 ампера.

Имах нужда от захранване за домашна бормашина. Точно като мощност е точно. Но има едно предупреждение - ако го свържете по този начин, изходът ще получи само 7 волта. Троен изход, конектор и получаваме само 7 волта. Как да получа 24 волта?
Как да получите 24 волта, без да разглобявате устройството?
Е, най-простият е да затворим плюса със средния изход и получаваме 24 волта.
Нека се опитаме да го направим. Свързваме захранването към мрежата 220. Взимаме устройството и се опитваме да го измерим. Нека се свържем и видим 7 волта на изхода.
Централният му конектор не се използва. Ако го вземем и го свържем към два едновременно, напрежението е 24 волта. Това е най-лесният начин да се уверите, че това захранване произвежда 24 волта, без да го разглобявате.

Необходим е домашен регулатор, за да може напрежението да се регулира в определени граници. От 10 волта до максимум. Лесно е да се направи. Какво е необходимо за това? Първо отворете самото захранване. Обикновено е залепен. Как да го отворите, без да повредите кутията. Няма нужда да късате или късате нещо. Взимаме парче дърво, което е по-тежко или има гумен чук. Поставете го върху твърда повърхност и потупайте по шева. Лепилото се отделя. След това се потупаха старателно от всички страни. Като по чудо лепилото се отделя и всичко се отваря. Вътре виждаме захранването.

Ще получим плащането. Такива захранвания могат лесно да се преобразуват до желаното напрежение и също могат да бъдат направени регулируеми. На обратната страна, ако го обърнем, има регулируем ценеров диод tl431. От друга страна, ще видим, че средният контакт отива към основата на транзистора q51.

Ако подадем напрежение, тогава този транзистор се отваря и на резистивния делител се появяват 2,5 волта, които са необходими за работата на ценеровия диод. И на изхода се появява 24 волта. Това е най-простият вариант. Друг начин да го стартирате е да изхвърлите транзистора q51 и да поставите джъмпер вместо резистор r 57 и това е всичко. Когато го включим, изходът винаги е 24 волта непрекъснато.

Как да направите корекцията?

Можете да промените напрежението, да го направите 12 волта. Но по-специално господарят не се нуждае от това. Трябва да го направите регулируем. Как да го направим? Изхвърляме този транзистор и заменяме резистора 57 на 38 килоома с регулируем. Има един стар съветски с 3,3 килоома. Можете да поставите от 4,7 до 10, което е. От този резистор зависи само минималното напрежение, до което може да го свали. 3.3 е много ниско и не е необходимо. Предвижда се двигателите да се захранват на 24 волта. И просто от 10 волта до 24 е нормално. Ако имате нужда от различно напрежение, можете да използвате резистор за настройка с високо съпротивление.
Да започнем, да запояваме. Вземете поялник и сешоар. Премахнах транзистора и резистора.

Запоихме променливия резистор и ще се опитаме да го включим. Приложихме 220 волта, виждаме 7 волта на нашето устройство и започваме да въртим променливия резистор. Напрежението се повиши до 24 волта и го въртим плавно и плавно, пада - 17-15-14, тоест намалява до 7 волта. По-специално, той е инсталиран на 3,3 стаи. И преработката ни се оказа доста успешна. Тоест, за цели от 7 до 24 волта, регулирането на напрежението е напълно приемливо.

Този вариант се получи. Инсталирах променлив резистор. Дръжката се оказва регулируемо захранване - доста удобно.

Видео на канала „Техник“.

Такива захранвания лесно се намират в Китай. Попаднах на интересен магазин, който продава употребявани захранвания от различни принтери, лаптопи и нетбуци. Сами разглобяват и продават платките, напълно изправни за различни напрежения и токове. Най-големият плюс е, че разглобяват маркова техника и всички захранвания са качествени, с добри части, всички са с филтри.
Снимките са на различни захранвания, струват стотинки, на практика батис.

Обикновен блок с настройка

Проста версия на домашно устройство за захранване на устройства с регулиране. Схемата е популярна, разпространена е в интернет и е показала своята ефективност. Но има и ограничения, които са показани във видеото заедно с всички инструкции за създаване на регулирано захранване.

Самоделно регулиран блок на един транзистор

Кое е най-простото регулирано захранване, което можете да направите сами? Това може да се направи на чипа lm317. Той почти представлява самото захранване. Може да се използва за създаване както на захранване с регулиране на напрежението, така и на потока. Този видео урок показва устройство с регулиране на напрежението. Майсторът намери проста схема. Входно напрежение максимум 40 волта. Изход от 1,2 до 37 волта. Максимален изходен ток 1,5 ампера.

Без радиатор, без радиатор, максималната мощност може да бъде само 1 ват. И с радиатор 10 вата. Списък на радиокомпонентите.


Да започнем сглобяването

Нека свържем електронен товар към изхода на устройството. Да видим колко добре държи ток. Поставяме го на минимум. 7,7 волта, 30 милиампера.

Всичко е регламентирано. Нека го настроим на 3 волта и да добавим ток. Ще зададем само по-големи ограничения върху захранването. Преместваме превключвателя в горна позиция. Сега е 0,5 ампера. Микросхемата започна да се затопля. Няма какво да се прави без радиатор. Намерих някаква чиния, не за дълго, но достатъчно. Нека опитаме отново. Има усвояване. Но блокът работи. Извършва се настройка на напрежението. Можем да вмъкнем тест в тази схема.

Видео в радиоблог. Видео блог за запояване.

Регулируем източник на напрежение от 5 до 12 волта

Продължавайки с нашето ръководство за преобразуване на ATX захранване в настолно захранване, едно много хубаво допълнение към това е регулаторът на положително напрежение LM317T.

LM317T е регулируем 3-пинов регулатор на положително напрежение, способен да доставя различни DC изходи, различни от +5 или +12V DC източник, или като AC изходно напрежение от няколко волта до някаква максимална стойност, всички с токове около 1 5 ампера

С малко количество допълнителни вериги, добавени към изхода на захранването, можем да постигнем стационарно захранване, способно да работи в диапазон от фиксирани или променливи напрежения, както положителни, така и отрицателни по природа. Това всъщност е много по-лесно, отколкото си мислите, тъй като трансформаторът, коригирането и изглаждането вече са направени от PSU предварително и всичко, което трябва да направим, е да свържем нашата допълнителна верига към изхода на жълтия +12 волтов проводник. Но първо, нека да разгледаме фиксираното изходно напрежение.

Фиксирано захранване 9V

Предлага се голямо разнообразие от триполюсни стабилизатори на напрежение в стандартния пакет TO-220, като най-популярният стабилизиращ стабилизатор на напрежението са положителните стабилизатори от серия 78xx, които варират от много често срещания стабилизатор на напрежението 7805 +5V до 7824, + 24V фиксиран стабилизатор на напрежение. Има също серия от фиксирани регулатори на отрицателно напрежение от серия 79xx, които създават допълнително отрицателно напрежение от -5 до -24 волта, но в този урок ще използваме само положителните типове 78xx .

Фиксираният 3-пинов регулатор е полезен в приложения, където не се изисква регулиран изход, което прави изходното захранване просто, но много гъвкаво, тъй като изходното напрежение зависи само от избрания регулатор. Наричат ​​се 3-пинови регулатори на напрежението, защото имат само три клеми за свързване и съответно Вход , ОбщИ Изход .

Входното напрежение за регулатора ще бъде жълтият + 12 V проводник от захранването (или отделно трансформаторно захранване), който е свързан между входа и общите клеми. Стабилизирани +9 волта се вземат през изхода и общия, както е показано.

Верига на регулатора на напрежението

И така, да кажем, че искаме да получим +9 V изходно напрежение от нашето настолно захранване, тогава всичко, което трябва да направим, е да свържем +9 V регулатора на напрежението към жълтия проводник +12 V. Тъй като захранването вече е направило коригирането и изглаждането на +12V изход, единствените необходими допълнителни компоненти са кондензатор на входа и друг на изхода.

Тези допълнителни кондензатори допринасят за стабилността на регулатора и могат да варират от 100 до 330 nF. Допълнителен изходен кондензатор от 100uF помага за изглаждане на характерните вълни за добра преходна реакция. Този голям кондензатор, поставен на изхода на захранващата верига, обикновено се нарича "изглаждащ кондензатор".

Тези серии регулатори 78xxпроизвеждат максимален изходен ток от около 1,5 A при фиксирани стабилизирани напрежения от 5, 6, 8, 9, 12, 15, 18 и 24 V, съответно. Но какво ще стане, ако искаме изходното напрежение да бъде +9V, но имаме само 7805, +5V стабилизатор? Изходът +5V на 7805 се отнася за земята, Gnd или 0V клема.

Ако трябваше да увеличим това напрежение на пин 2 от 4V на 4V, изходът също ще се увеличи с още 4V, при условие че входното напрежение е достатъчно. След това, като поставим малък 4V (най-близката предпочитана стойност е 4,3V) ценеров диод между щифт 2 на регулатора и земята, можем да принудим регулатора 7805 5V да генерира +9V изходно напрежение, както е показано на фигурата.

Увеличаване на изходното напрежение

И така, как работи. 4,3 V ценеров диод изисква обратен ток на отклонение от около 5 mA, за да поддържа изход, като регулаторът черпи около 0,5 mA. Този пълен ток от 5,5 mA се подава през резистор "R1" от изходен пин 3.

Така че стойността на резистора, необходима за регулатора 7805, ще бъде R = 5V/5.5mA = 910 ома. Диодът за обратна връзка D1, свързан през входните и изходните клеми, е за защита и предотвратява обратното отклонение на регулатора, когато входното захранващо напрежение е изключено и изходното захранващо напрежение остава включено или активно за кратък период от време поради голяма индуктивност. натоварване като соленоид или двигател.

След това можем да използваме 3-пинови регулатори на напрежението и подходящ ценеров диод, за да получим различни фиксирани изходни напрежения от предишното ни захранване, вариращи от +5V до +12V. Но можем да подобрим този дизайн, като заменим регулатора на постояннотоковото напрежение с регулатор на променливотоковото напрежение, като напр LM317T .

Източник на променливо напрежение

LM317T е напълно регулируем 3-пинов регулатор на положително напрежение, способен да доставя 1,5 A изходно напрежение, вариращо от 1,25 V до малко над 30 V. Като използваме съотношението на две съпротивления, едното фиксирано, а другото променливо (или и двете фиксирани), можем да настроим изходното напрежение на желаното ниво със съответното входно напрежение в диапазона от 3 до 40 волта.

Регулаторът на променливотоково напрежение LM317T също има вградени функции за ограничаване на тока и термично изключване, което го прави устойчив на късо съединение и е идеален за всяко захранване с ниско напрежение или домашно настолно захранване.

Изходното напрежение на LM317T се определя от съотношението на два резистора за обратна връзка R1 и R2, които образуват потенциална разделителна мрежа на изходния терминал, както е показано по-долу.

LM317T AC регулатор на напрежение

Напрежението на резистора за обратна връзка R1 е постоянно референтно напрежение от 1,25 V, V ref, създадено между изхода и клемите за настройка. Токът на клемата за настройка е 100 μA постоянен ток. Тъй като референтното напрежение през резистор R1 е постоянно, постоянен ток ще тече през другия резистор R2, което води до изходно напрежение от:

Тогава всеки ток, протичащ през R1, също протича през R2 (пренебрегвайки много малкия ток на регулиращия терминал), като сумата от спадовете на напрежението през R1 и R2 се равнява на изходното напрежение Vout. Очевидно входното напрежение Vin трябва да бъде поне 2,5 V по-голямо от необходимото изходно напрежение за захранване на регулатора.

В допълнение, LM317T има много добро регулиране на натоварването, при условие че минималният ток на натоварване е по-голям от 10mA. Така че, за да се поддържа постоянно референтно напрежение от 1,25 V, минималната стойност на резистора за обратна връзка R1 трябва да бъде 1,25 V/10mA = 120 ома и тази стойност може да варира от 120 ома до 1000 ома, като типичните стойности на R1 са приблизително 220 ома до 240 ома за добра стабилност.

Ако знаем стойността на необходимото изходно напрежение Vout и резисторът за обратна връзка R1 е, да речем, 240 ома, тогава можем да изчислим стойността на резистора R2 от горното уравнение. Например, нашето оригинално изходно напрежение от 9V ще даде резистивна стойност за R2:

R1. ((Vout / 1,25) -1) = 240. ((9 / 1,25) -1) = 1488 ома

или 1500 ома (1 kohms) до най-близката предпочитана стойност.

Разбира се, на практика резисторите R1 и R2 обикновено се заменят с потенциометър за генериране на източник на променливо напрежение или с няколко комутирани предварително зададени резистора, ако са необходими множество фиксирани изходни напрежения.

Но за да намалим математиката, необходима за изчисляване на стойността на резистора R2, всеки път, когато имаме нужда от специфично напрежение, можем да използваме стандартни таблици на съпротивлението, както е показано по-долу, които ни дават изходното напрежение на регулаторите за различни съотношения на резисторите R1 и R2 с използване на стойности на съпротивление E24,

Съотношение на съпротивлението R1 към R2

Чрез смяна на резистор R2 за потенциометъра 2k ома, можем да контролираме обхвата на изходното напрежение на нашето настолно захранване от приблизително 1,25 волта до максимално изходно напрежение от 10,75 (12-1,25) волта. Тогава нашата окончателна модифицирана AC захранваща верига е показана по-долу.

AC захранваща верига

Можем да подобрим малко нашата основна верига на регулатора на напрежението, като свържем амперметър и волтметър към изходните клеми. Тези инструменти ще показват визуално изходния ток и напрежение на регулатора на AC напрежение. Ако желаете, в конструкцията може да бъде включен и бърз предпазител, за да се осигури допълнителна защита от късо съединение, както е показано на илюстрацията.

Недостатъци на LM317T

Един от основните недостатъци на използването на LM317T като част от AC захранваща верига за регулиране на напрежението е, че до 2,5 волта се изпускат или губят като топлина през регулатора. Така например, ако необходимото изходно напрежение трябва да бъде +9 волта, тогава входното напрежение трябва да бъде до 12 волта или повече, ако изходното напрежение трябва да остане стабилно при условия на максимално натоварване. Този спад на напрежението в регулатора се нарича "отпадане". Освен това поради този спад на напрежението е необходима някаква форма на радиатор, за да поддържа регулатора хладен.

За щастие се предлагат регулатори на променливотоковото напрежение с ниско отпадане, като регулатора на променливотоковото напрежение с ниско отпадане на National Semiconductor "LM2941T", който има ниско напрежение на прекъсване от само 0,9 V при максимално натоварване. Този нисък спад на напрежението има цена, тъй като това устройство е в състояние да достави само 1,0 ампера с AC изход от 5 до 20 волта. Въпреки това можем да използваме това устройство, за да произведем изходно напрежение от около 11,1 V, точно под входното напрежение.

И така, за да обобщим, нашето настолно захранване, което направихме от старо компютърно захранване в предишния урок, може да бъде преобразувано, за да осигури източник на променливо напрежение, използвайки LM317T за регулиране на напрежението. Чрез свързване на входа на това устройство през жълтия +12V изходен проводник на захранването, можем да имаме фиксирано напрежение от +5V, +12V и променливо изходно напрежение в диапазона от 2 до 10 волта с максимален изходен ток от 1,5A .

Кратко въведение

Пазарът на лабораторни захранвания предлага много серии от различни производители. Някои модели привличат с ниска цена, други с впечатляващ преден панел, а трети с разнообразие от функции. Следователно правилният избор на такова общо устройство се превръща в трудна задача. В същото време внимателното сравнение на характеристиките и възможностите на моделите от различни производители може да не отговори на основния въпрос: Кое лабораторно захранване да избера за моите задачи?

В тази статия, разчитайки на нашия трудов опит, ще говорим за прости критерии за избор на оптимално лабораторно захранване, техните разновидности, разлики и предимства. След това ще разгледаме няколко типични задачи и ще предложим модели захранвания за всяка от тях, като изберете кои ще можете да работите ефективно и да спестите пари, време и нерви.

Видове лабораторни захранвания

Първо, нека да разгледаме съществуващите имена. Каква е разликата между лабораторно захранване и обикновено захранване? Или каква е разликата между захранване и източник на захранване? Ето прости дефиниции:

1. Лабораторно захранваненаречено устройство, което е проектирано да генерира регулируемо напрежение или ток през един или повече канали. Лабораторното захранване съдържа дисплей, контроли, защита срещу злоупотреба и полезни допълнителни функции. Всички материали на тази страница са посветени на такива устройства.
2. Лабораторно захранване- Това е същото като лабораторно захранване.
3. Обикновено захранваненаречено електронно устройство, което е проектирано да генерира предварително определено напрежение през един или повече канали. Захранването, като правило, няма дисплей или бутони за управление. Типичен пример е компютърно захранване от няколкостотин вата.
4. Захранващи устройстваИма два вида: първични захранвания и вторични захранвания. Първичните източници на енергия преобразуват неелектрическата енергия в електрическа. Примери за първични източници: електрическа батерия, слънчева батерия, вятърен генератор и други. Вторичните източници на енергия преобразуват един вид електрическа енергия в друг, за да осигурят необходимите параметри на напрежение, ток, честота, пулсации и др. Примери за вторични източници на захранване: трансформатор, AC/DC преобразувател (например компютърно захранване), DC/DC преобразувател, стабилизатор на напрежение и др. Между другото, лабораторното захранване е един от видовете вторично захранване.

Сега ще обсъдим подробно видовете и основните характеристики на лабораторните захранвания:
1. Според принципа на действие: линеен или импулсен.
2. Диапазон на напрежение и ток: фиксирана или с автоматично ограничаване на мощността.
3. Брой канали: едноканален или многоканален.
4. Изолация на канала: с галванично изолирани канали или с неизолирани.
5. По мощност: стандартна или висока мощност.
6. Наличие на защита: от пренапрежение, свръхток, прегряване и др.
7. Форма на вълната на изхода: постоянно напрежение и ток или променливо напрежение и ток.
8. Опции за управление: само ръчно управление или ръчно плюс софтуерно управление.
9. Допълнителни функции: компенсация за спад на напрежението в свързващите проводници, вграден прецизен мултицет, промяна на изхода според списък от зададени стойности, активиране на изхода чрез таймер, симулиране на батерия със зададено вътрешно съпротивление, вграден електронен товар и др.
10. Надеждност: качество на елементната база, обмислен дизайн, задълбочен окончателен контрол.

Нека разгледаме всяка от тези характеристики по-подробно, тъй като всички те са важни за правилния и информиран избор на лабораторно захранване.

Принцип на работа: линеен и импулсен

Линейно захранване(наричан още трансформаторно захранване) е изграден на базата на голям нискочестотен трансформатор, който намалява входното напрежение от 220 V, 50 Hz до няколко десетки волта с честота също 50 Hz. След това намаленото синусоидално напрежение се коригира с помощта на диоден мост, изглажда се от група кондензатори и се понижава от линеен транзисторен стабилизатор до определено ниво. Предимството на този принцип на работа е липсата на високочестотни превключващи елементи. Изходното напрежение на линейното захранване е точно, стабилно и без високочестотни пулсации. Тази снимка показва вътрешната структура на линейното лабораторно захранване ITECH IT6833, което е маркирано с цифри: главният трансформатор (1) и изглаждащите кондензатори (2).

Основни елементи на линейно лабораторно захранване IT6833 с макс. мощност 216 W.

2 - група изглаждащи кондензатори.

Линейното захранване обаче има много недостатъци. Основният от тях е големите загуби на енергия на транзисторния стабилизатор, който преобразува цялото излишно напрежение, подадено към него от коригиращата верига, в топлина. Например, ако изходното напрежение на захранването е настроено на 5 V, а коригираното напрежение на вторичната намотка е 25 V, тогава транзисторният стабилизатор ще разсее 4 пъти повече мощност, отколкото ще бъде подадена към товара. Тоест линейното захранване има нисък коефициент на полезно действие (КПД), обикновено по-малко от 60%. В резултат на ниската ефективност получаваме ниска полезна мощност и увеличено тегло. За да се подобри ситуацията, в реални устройства се използват няколко вторични намотки на трансформатора, но това все още не решава напълно проблема с ниската ефективност.

Следователно произведените в търговската мрежа линейни лабораторни захранвания осигуряват мощност на натоварване до 200 W с тегло на устройството от 5 до 10 kg. Има още два проблема, за които рядко се говори. Въпреки че самото линейно захранване не създава високочестотни смущения, то все пак може лесно да проникне от захранването 220 V чрез капацитивното свързване на първичната и вторичната намотка на главния трансформатор. В скъпите модели се използват дизайнерски решения за борба с този ефект, например феритни филтри, но смущенията от захранването все още могат да се появят на изхода на устройството и тази функция трябва да се помни. Ако имате нужда от възможно най-чистото постоянно напрежение, тогава има смисъл да използвате допълнителен висококачествен филтър за пренапрежение пред лабораторното захранване. Вторият проблем е деградацията (изсъхването) на група изглаждащи кондензатори, особено при евтини модели. Ако капацитетът на група изглаждащи кондензатори бъде значително намален, на изхода на захранването ще се появят спадове на напрежението с честота 100 Hz.

Импулсен захранващ блокбазиран на принципа на зареждане на изглаждащи кондензатори с токови импулси. Токовите импулси се генерират чрез свързване и разединяване на индуктивен елемент, който може да бъде намотка на трансформатор или отделен индуктивен компонент. Превключването се извършва с помощта на транзистори, специално оптимизирани за тази цел. Честотата на токовите импулси, генерирани по този начин, обикновено варира от десетки kHz до стотици kHz. Регулирането на изходното напрежение най-често се извършва чрез промяна на дълбочината на широчинно-импулсната модулация (PWM).

Има много начини за прилагане на този принцип, но всички те осигуряват две основни предимства. Първият е висока ефективност, обикновено повече от 80%, понякога повече от 90%. Високата ефективност се постига поради факта, че дълбочината на ШИМ може да се променя много плавно, което означава, че точно толкова енергия може да бъде изпомпана в изглаждащите кондензатори, колкото консумира захранващият товар. Второто предимство е неговият малък размер и леко тегло. Високата честота, при която работи импулсното захранване, позволява използването на кондензатори със значително по-малък капацитет (в сравнение с 50 Hz линейно захранване). Останалите елементи също са много по-компактни и по-леки, а високата ефективност намалява топлината, генерирана вътре в захранването, което също намалява размера на конструкцията.

Тази снимка показва вътрешната структура на импулсното лабораторно захранване ITECH IT6942A, на което са отбелязани следните числа: главният трансформатор (1) и импулсният преобразувател (2). Моля, имайте предвид, че тялото на това устройство е точно със същия размер като линейния модел на предишната снимка, а мощността е 1,7 пъти по-висока.

Основни елементи на импулсно лабораторно захранване IT6942A с макс. мощност 360 W.
1 - входен трансформатор, осигуряващ намаляване на напрежението и изолация от захранването.
2 - импулсен преобразувател, осигуряващ висока ефективност.

Основният недостатък на импулсните захранвания е високочестотната пулсация на изходното напрежение. Разбира се, те се изглаждат и филтрират, но все още остава известно ниво на пулсации. Освен това, колкото повече е натоварено захранването, толкова по-голяма е амплитудата на пулсациите. При добри, висококачествени импулсни захранвания е възможно да се намали пулсацията до ниво от 10 - 20 mV. Вторият, не толкова очевиден недостатък е радиочестотната интерференция и нейните хармоници, чийто източник са периодични токови импулси, генерирани вътре в захранването. Такива смущения са доста трудни за отсяване. Ако работите с RF вериги, тогава използвайте линейно захранване или висококачествено импулсно захранване, разположено далеч от радиоустройството, с което работите.

Диапазон на напрежение и ток

Съвременните лабораторни захранвания имат два вида диапазони на изходно напрежение и ток: фиксирани и с автоматично ограничаване на изходната мощност.

Фиксиранадиапазон, открит в повечето евтини лабораторни захранвания. Такива захранващи устройства могат да извеждат произволна комбинация от напрежение и ток в рамките на техните максимални стойности. Например, едноканално лабораторно захранване от 40 V и 15 A може да поддържа напрежение на натоварване от 40 V дори при консумация на ток от 15 A. В този случай мощността, консумирана от товара, ще бъде: 40 V * 15 A = 600 W. Всичко е просто и ясно, но с такова устройство няма да можете да настроите напрежението повече от 40 V и тока повече от 15 A.

Автоматично ограничаване на изходната мощностзначително разширява обхвата на лабораторното захранване по отношение на напрежение и ток. Например моделът ITECH IT6952A със същата максимална мощност от 600 W може да генерира напрежение до 60 V и ток до 25 A във всякакви комбинации, в които изходната мощност е ограничена до 600 W. Това означава, че можете да подадете на товара не само 40 V при ток от 15 A, но и 60 V при ток от 10 A, 24 V при ток от 25 A и много други комбинации. Когато се сравни с 600W лабораторно захранване с фиксиран диапазон, ясно е, че автоматично ограничаващото се лабораторно захранване е много по-гъвкаво и може да замени няколко по-прости инструмента. Тази фигура показва диапазона от възможни напрежения и токове, които ITECH IT6952A предоставя.

Тъй като размерът, теглото и цената на лабораторното захранване зависят главно не от напрежението и тока, а от максималната мощност, има смисъл винаги да избирате модел с автоматично ограничаване на изходната мощност. Това ще осигури универсално решение за същите пари.

Брой канали

Лабораторните захранвания се предлагат с един, два или три изходни канала. Тук ще разгледаме основните точки на тяхното използване, а галваничната изолация на каналите се обсъжда допълнително на тази страница.

Повечето лабораторни захранвания имат един изходен канал, особено за устройства с висока мощност. Почти всички модели с мощност над 500 W имат един канал. Ето защо често се задава въпросът: възможно ли е да се комбинират няколко едноканални устройства? Възможно е, но има някои особености. Първото нещо, което трябва да имате предвид, когато свързвате няколко импулсни захранващи устройства последователно: честотите на превключване на дори захранващи устройства от същия тип ще бъдат малко по-различни. Това ще създаде повишена пулсация на изхода. Съществува и възможност за резонансни ефекти, при които нивото на пулсациите периодично рязко се повишава.

Втората точка е свързването "+" и "-" на две устройства за формиране на биполярно напрежение към транзисторни усилватели на мощност, ADC и подобни устройства. В допълнение към повишената пулсация ще бъде трудно да се гарантира, че две напрежения се включват и изключват наведнъж и тяхната синхронна настройка. Третият момент е, че последователното свързване на няколко източника на високо напрежение може да надвиши прага на разрушаване на тяхната изолация. Резултатът: пожар и други опасни последици.

Като се има предвид горното, става ясно, че за схеми, които осигуряват няколко захранващи напрежения, е по-добре да се използват двуканални или триканални лабораторни захранвания, които са специално проектирани за тази цел. И за генериране на високо напрежение е по-добре да използвате специални модели с високо напрежение, например модел ITECH IT6726V с напрежение до 1200 V или модел ITECH IT6018C-2250-20 с напрежение до 2250 V.

Като пример тази снимка показва типично двуканално лабораторно захранване ITECH IT6412.

Типично ITECH IT6412 двуканално лабораторно захранване.

Изолация на канала

Галваничната изолация (наричана още електрическа изолация) на каналите на лабораторното захранване осигурява пълна независимост на напрежението и тока на някой от каналите спрямо напрежението и тока на останалите канали, както и на захранващата мрежа. Вътре в такова захранване за всеки от каналите е предвидена отделна трансформаторна намотка. При добрите модели напрежението на пробив между каналите надвишава 200 волта. На практика това означава, че можете свободно да свързвате канали един към друг в последователна верига, както и да променяте „+“ и „-“.

Електронните устройства, съдържащи цифрови и аналогови части, обикновено използват две отделни захранващи вериги. Това се прави, за да се намали проникването на шума на цифровата захранваща шина в чувствителната аналогова част. Ето защо при разработването и конфигурирането на такива устройства е необходимо да се използва лабораторно захранване с галванично изолирани канали. Най-универсалното решение са триканалните модели, например Keithley 2230 или ITECH IT6300B. С помощта на такова устройство можете да захранвате аналоговата част на веригата с биполярно захранване (използват се първите два канала) и да захранвате цифровата част от третия канал.

Друг тип устройства, които изискват лабораторно захранване с изолирани канали за работа, са устройства, които сами по себе си съдържат изолирани части. Изолирането на части от такива устройства обикновено се извършва с помощта на оптрони или специални трансформатори. Класически пример е електрокардиограф, при който чувствителната аналогова измервателна част, свързана с пациента, трябва да изпълнява две задачи: точно измерване на електрическите потенциали, генерирани от сърдечния мускул (и това е ниво от няколко миливолта) и безопасността на пациента сам от токов удар.

Тази снимка показва схемата на свързване на модела Keithley 2230G-30-1 към основните компоненти на кардиографа. Първият канал се използва за захранване на много чувствителния измервателен уред, разположен зад оптрона, вторият канал се използва за захранване на първичния модул за обработка на сигнали, а третият канал за ниско напрежение и висок ток захранва основната верига за обработка на цифров сигнал и дисплей . Поради факта, че и трите канала на модела Keithley 2230G-30-1 са напълно изолирани един от друг, захранваният по този начин кардиограф работи в нормален режим и влиянието на някои модули върху други поради смущения, преминаващи през захранващите вериги се елиминира.

Пример за използване на три изолирани канала Keithley 2230G-30-1 за захранване на три независими части от медицинско оборудване.

Мощност

Въз основа на полезната мощност, подадена към товара, всички лабораторни DC захранвания могат да бъдат разделени на стандартни (до 700 W) и с висока мощност (700 W или повече). Това разделение не е случайно. Стандартните и високомощните модели се различават значително по функционалност и приложение.

Предлага се в модели със стандартна мощностмаксималното напрежение обикновено е в диапазона от 15 V до 150 V, а максималният ток е от 1 A ​​до 25 A. Брой канали: един, два или три. Има както линейни, така и импулсни модели. Дизайн: стандартен корпус на инструмента за поставяне на лабораторен плот. Тегло от 2 до 15 кг. Типичен пример: серия Tektronix PWS4000. По принцип възможностите на такива устройства са насочени към разработването и ремонта на електронно оборудване, въпреки че обхватът на тяхното приложение е много по-широк.

От друга страна, модели с висока мощноствинаги едноканален и импулсен. Моделите до 3 kW се предлагат във версии за монтиране на инструменти или шкафове (типичен пример: серия ITECH IT6700H), а моделите с мощност от 3 kW и по-мощни се монтират само в индустриален шкаф и се отличават със значително тегло и размери . Например, теглото на 18 kW модел от серията ITECH IT6000C е 40 kg.

Високата мощност поставя повишени изисквания към дизайна: наличието на "интелигентни" вентилатори за охлаждане, пълен набор от защити (срещу претоварване, прегряване, обръщане на полярността и т.н.), възможност за свързване на няколко устройства паралелно за увеличаване на изходната мощност, поддръжка за специални форми на изходни сигнали (например автомобилни стандарти DIN40839 и ISO-16750-2).

За тази категория устройства е задължително да поддържат дистанционен софтуерен контрол през един от интерфейсите: Ethernet, IEEE-488.2 (GPIB), USB, RS-232, RS-485 или CAN, тъй като те често се използват като част от автоматизирани системи. Също така някои серии (например IT6000C) могат да регулират изходното си съпротивление в диапазона от нула до няколко ома, което е много полезно при симулиране на работата на батерии и слънчеви панели. В допълнение, някои модели с висока мощност могат да съдържат вградено електронно натоварване, което им позволява не само да генерират ток, но и да го консумират.

Лабораторните захранвания с висока мощност се използват в автомобилната индустрия, алтернативната енергия, галваничната обработка на метали и много други индустрии, където е необходимо да се генерират напрежение до 2250 волта и токове до 2040 ампера.

За спецификациите на всички лабораторни захранвания, сортирани по нарастваща максимална мощност, вижте. А на тази снимка можете да видите мощните изходни клеми на шесткиловатовия модел IT6533D, който се състои от два модула по 3 kW, свързани паралелно. Равномерното разпределение на изходната мощност между модулите се осигурява с помощта на отделна шина за синхронизация System BUS (сив кабел отляво).

Защита срещу злоупотреба

Когато избирате лабораторно захранване, на първо място обърнете внимание на цената и максималната стойност на напрежението и тока. Но наличието на висококачествена защита също е много важно, тъй като ви позволява да защитите не само захранването, но и свързаното към него оборудване. В този раздел ще говорим за видовете защита, които са оборудвани със серийни лабораторни захранвания и ще разгледаме няколко свързани точки.

Защита от свръхток(съкратено OCP - Over Current Protection) трябва да реагира незабавно, когато изходният ток превиши определена стойност, което може да се случи, например, когато изходните клеми на захранването са съединени накъсо. Повечето добри модели имат такъв тип защита. Но не само наличието на самата защита е важно, важна е и скоростта на нейната реакция. В зависимост от изпълнението, защитата от свръхток може: напълно да изключи изхода на захранването от товара, да ограничи изходния ток до определено прагово ниво или да превключи към режим на стабилизиране на изходния ток (CC - постоянен ток), поддържайки текущата стойност, която е била преди претоварването. Това кратко видео показва как се задейства защитата на нискомощното лабораторно захранване ITECH IT6720 при късо съединение на неговите изходи.

Демонстрация на задействане на защита от свръхток по време на късо съединение.

Защита от пренапрежение(съкратено OVP - Over Voltage Protection) се задейства, когато нивото на напрежението на изходните клеми на захранването надвиши определена стойност. Тази ситуация може да възникне при работа с товар с повишено съпротивление в режим на текуща стабилизация. Или когато външно напрежение влезе в контакт с клемите на лабораторното захранване. Друго приложение на този тип защита е да ограничи изходното напрежение на захранването до ниво, което е безопасно за свързаното оборудване. Например, когато захранвате цифрова верига с напрежение от 5 волта, има смисъл да зададете 5,5 волта като праг на защита в настройките на захранването.

Защита от свръхмощност(съкратено OPP - Over Power Protection) се предлага за всички модели с автоматично ограничаване на изходната мощност. Целта на тази защита е да ограничи максималната мощност, която лабораторното захранване доставя на товара, така че захранващите компоненти на захранването да работят нормално и да не прегряват. Ако при работа в режим на стабилизиране на изходното напрежение (CV - Constant Voltage) консумацията на ток бъде превишена, устройството автоматично ще премине в режим на стабилизиране на изходния ток (CC - Constant Current) и ще започне да намалява напрежението на товара.

защита от прегряване(съкратено като OTP - Over Temperature Protection) се задейства, когато захранващите компоненти на захранването, разположени вътре в кутията, се прегреят. Простите модели използват един температурен сензор, който просто е запоен в контролната платка. Той следи средната температура вътре в кутията и не е в състояние бързо да реагира на опасно нагряване на захранващите елементи. Добрите модели използват множество сензори, разположени точно в точките на максимално генериране на топлина. Това изпълнение осигурява гарантирана защита на устройството, дори и при бързо локално прегряване. Обикновено при добрите модели защитата от прегряване работи заедно с охлаждащи вентилатори с променлива скорост. Колкото повече топлина се генерира вътре в устройството, толкова по-висока е скоростта на вентилатора. Ако вътрешната температура все пак достигне критична, ще се издаде предупреждение (звук и надпис на екрана), а ако бъде превишена, лабораторното захранване автоматично ще се изключи.

Също така в лабораторните захранвания има следните видове защита: от обръщане на полярността (обратно), от ниско напрежение (UVP - Under Voltage Protection) и от аварийно изключване.

Форма на вълната на изхода

Основната функция на лабораторно захранване в режим на регулиране на напрежението (CV) е да генерира дадено постоянно напрежение и да го поддържа точно, дори при променящ се ток на натоварване. По същия начин, в режим на постоянен ток (CC), захранването трябва да доставя определен постоянен ток към товара и да го поддържа точно дори когато съпротивлението на товара се променя.

Но в съвременните лабораторни и производствени условия често има нужда от промяна на изходното напрежение според определен закон. Ето защо някои модели добри лабораторни захранвания осигуряват тази възможност. Този режим се нарича: " Режим на промяна на изходното напрежение според списък от зададени стойности". С негова помощ можете да промените изходното напрежение според дадена програма, която се състои от последователност от стъпки. За всяка стъпка се задава нивото на напрежението и неговата продължителност. Този режим ви позволява да тествате оборудване, като изпращате не- идеални сигнали към него, възможно най-подобни на тези, които съществуват в действителност: пренапрежения и вълни в захранващото напрежение, краткотрайни изчезвания на напрежението, плавно покачване и спадане и т.н.

Тази снимка показва една от вълновите форми на напрежението, която може лесно да се приложи с помощта на режима за промяна на изходното напрежение според списък от определени стойности (наричан още режим на списък). Снимката е направена с помощта на осцилоскоп, свързан към клемите на захранването IT6500.

Напрежението на изхода на лабораторно захранване се променя по сложен закон.
Пример за работа на режима за промяна на изходното напрежение според списък от зададени стойности (List Mode).

Но не всички проблеми могат да бъдат решени с помощта на лабораторно захранване с постоянен ток, дори ако има режим на списък. Има задачи, при които е необходимо да се генерира чисто синусоидално напрежение с ниво от стотици волта или синусоидален ток с ниво от десетки ампери. За такива задачи се произвеждат специализирани източници на променливо напрежение и ток, като еднофазната серия ITECH IT7300 или трифазната серия ITECH IT7600.

С помощта на такива устройства могат да се реализират много интересни решения, главно в областта на тестването на стабилността на оборудването при различни отклонения в захранващата мрежа 220 V. Това кратко видео, използвайки модела IT7322 като пример, показва формирането на променливо напрежение, чиято амплитуда и честота се променят по зададена програма. Формата на изходния сигнал се наблюдава с помощта на осцилоскоп.

Образуване на променливо напрежение с различна амплитуда и честота.

Опции за управление: ръчно и софтуерно

Само ръчното управление е типично за бюджетните серии, които са много критични по отношение на цената, например икономичните серии ITECH IT6700 и Tektronix PWS2000. Но повечето добри лабораторни захранвания със средна до висока цена поддържат както ръчно, така и софтуерно управление.

обикновено, програмното управление се използва в два случая. Първият е използването на готова компютърна програма, която се доставя с устройството. Всички настройки и параметри на устройството са ясно видими на големия компютърен екран, което е много удобно. В допълнение, захранването може да бъде инсталирано в производствена база и да се управлява дистанционно от вашето работно място. Това може да бъде полезно, ако производствената зона е шумна, студена или много топла, съдържа опасни условия за хората и т.н. При необходимост е възможно дори управление на устройството чрез оптично влакно, което ще елиминира всякакви електрически връзки с оператора.

Тази фигура показва екранна снимка на главния прозорец на програмата IT9000, която контролира работата на лабораторното захранване с променливо напрежение и ток от серията IT7300. Всички контроли са разположени на един екран, както и подробна индикация за текущото състояние на устройството.

Основният прозорец на програмата за дистанционно управление от серията IT7300.
Кликнете върху снимката, за да увеличите изображението.

Вторият случай, когато се използва софтуерно управление, е включването на лабораторни захранвания в автоматизираните измервателни системи. По-рано за тази цел най-често се използва интерфейсът IEEE-488.2 (нарича се още GPIB, а в GOST се нарича KOP - Канал за общо ползване). Но през последните години интерфейсите Ethernet (LAN) и USB активно набират популярност в системите за индустриална автоматизация, а остарелите интерфейси RS-232 и RS-485 се използват все по-малко. За да управлявате устройството, ще трябва да създадете свои собствени програми. Контролните команди са описани подробно в ръководствата за програмиране, предоставени за всяка серия. За примерно ръководство за програмиране за лабораторни захранвания от серия ITECH IT6500 вижте. Тази снимка показва задния панел на модерното захранване ITECH IT6412, което стандартно е оборудвано с три популярни интерфейса: IEEE-488.2, Ethernet (LAN) и USB.

Три общи интерфейса за софтуерно управление на устройства:
IEEE-488.2, LAN (Ethernet) и USB.

Типични приложения и популярни модели на лабораторни захранвания

След като се справихме с основните критерии за избор на лабораторни захранвания, нека да разгледаме типичните приложения на тези устройства и моделите устройства, подходящи за тези задачи.

Универсално лабораторно захранване за широк спектър от задачи

За повечето типични задачи, които възникват по време на разработката или ремонта на електронно оборудване, серията ITECH IT6900A (до 150 V, до 25 A, до 600 W), която е създадена като основно лабораторно захранване, способно да реши 90% от всички проблеми е отличен:

Ако имате нужда от универсално захранване, но за минимални пари, изберете икономичната серия ITECH IT6700. Има два модела: 100 W и 180 W. Няма софтуерен контрол, но има автоматично ограничаване на изходната мощност, което не се среща често в този ценови диапазон:

Мнозина вече знаят, че имам слабост към всички видове захранвания, но ето преглед две в едно. Този път ще има преглед на радиоконструктор, който ви позволява да сглобите основата за лабораторно захранване и вариант на реалното му изпълнение.
Предупреждавам, ще има много снимки и текст, така че се запасете с кафе :)

Първо, ще обясня малко какво е и защо.
Почти всички радиолюбители използват в работата си такова нещо като лабораторно захранване. Независимо дали е сложен със софтуерен контрол или напълно прост на LM317, той все още прави почти същото, захранва различни товари, докато работи с тях.
Лабораторните захранвания се делят на три основни вида.
Със стабилизация на пулса.
С линейна стабилизация
Хибрид.

Първите включват импулсно управлявано захранване или просто импулсно захранване с понижаващ PWM преобразувател. Вече прегледах няколко варианта за тези захранвания. , .
Предимства - висока мощност при малки размери, отлична ефективност.
Недостатъци - RF пулсации, наличие на капацитетни кондензатори на изхода

Последните нямат никакви PWM преобразуватели на борда; цялото регулиране се извършва по линеен начин, където излишната енергия просто се разсейва върху контролния елемент.
Плюсове - Почти пълна липса на пулсации, липса на нужда от изходни кондензатори (почти).
Минуси - ефективност, тегло, размер.

Третият е комбинация от първия тип с втория, тогава линейният стабилизатор се захранва от подчинен преобразувател на PWM (напрежението на изхода на PWM преобразувателя винаги се поддържа на ниво малко по-високо от изхода, останалото се регулира от транзистор, работещ в линеен режим.
Или това е линейно захранване, но трансформаторът има няколко намотки, които се превключват според нуждите, като по този начин се намаляват загубите на контролния елемент.
Тази схема има само един недостатък, сложността, която е по-висока от тази на първите два варианта.

Днес ще говорим за втория тип захранване, с регулиращ елемент, работещ в линеен режим. Но нека да разгледаме това захранване на примера на дизайнер, струва ми се, че това трябва да е още по-интересно. В крайна сметка, по мое мнение, това е добро начало за начинаещ радиолюбител да сглоби едно от основните устройства.
Е, или както се казва, правилното захранване трябва да е тежко :)

Този преглед е по-насочен към начинаещи, опитните другари едва ли ще намерят нещо полезно в него.

За преглед поръчах строителен комплект, който ви позволява да сглобите основната част на лабораторно захранване.
Основните характеристики са следните (от декларираните от магазина):
Входно напрежение - 24 волта AC
Регулируемо изходно напрежение - 0-30 V DC.
Регулируем изходен ток - 2mA - 3A
Пулсации на изходното напрежение - 0.01%
Размерите на печатната платка са 80х80 мм.

Малко за опаковката.
Дизайнерът пристигна в обикновена найлонова торбичка, увита в мек материал.
Вътре, в антистатична чанта с цип, бяха всички необходими компоненти, включително платката.

Всичко вътре беше в бъркотия, но нищо не беше повредено; печатната платка частично защити радиокомпонентите.

Няма да изброявам всичко, което е включено в комплекта, по-лесно е да го направя по-късно по време на прегледа, просто ще кажа, че имах достатъчно от всичко, дори и малко останало.

Малко за печатната платка.
Качеството е отлично, схемата не е включена в комплекта, но всички оценки са отбелязани на платката.
Дъската е двулицева, покрита с предпазна маска.

Покритието на платката, калайдисването и качеството на самата печатна платка е отлично.
Само на едно място успях да откъсна кръпка от уплътнението и то след като се опитах да запоя неоригинална част (защо, ще разберем по-късно).
Според мен това е най-доброто нещо за начинаещ радиолюбител, ще бъде трудно да го развалите.

Преди монтажа начертах схема на това захранване.

Схемата е доста обмислена, макар и не без недостатъци, но ще ви разкажа за тях в процеса.
На диаграмата се виждат няколко основни възела; разделих ги по цвят.
Зелено - блок за регулиране и стабилизиране на напрежението
Червено - блок за регулиране и стабилизиране на ток
Лилаво - индикаторна единица за превключване в режим на текуща стабилизация
Синьо - източник на референтно напрежение.
Отделно има:
1. Входен диоден мост и филтърен кондензатор
2. Блок за управление на мощността на транзистори VT1 ​​и VT2.
3. Защита на транзистора VT3, изключване на изхода, докато захранването на операционните усилватели е нормално
4. Стабилизатор на мощността на вентилатора, изграден на чип 7824.
5. R16, R19, C6, C7, VD3, VD4, VD5, блок за формиране на отрицателния полюс на захранването на операционни усилватели. Поради наличието на това устройство захранването няма да работи само с постоянен ток; необходим е входът на променлив ток от трансформатора.
6. Изходен кондензатор C9, VD9, изходен защитен диод.

Първо ще опиша предимствата и недостатъците на схемното решение.
Професионалисти -
Хубаво е да има стабилизатор за захранване на вентилатора, но за вентилатора трябват 24 волта.
Много съм доволен от наличието на източник на захранване с отрицателна полярност; това значително подобрява работата на захранването при токове и напрежения, близки до нула.
Поради наличието на източник с отрицателна полярност, във веригата е въведена защита; докато няма напрежение, изходът на захранването ще бъде изключен.
Захранването съдържа референтен източник на напрежение от 5,1 волта, което направи възможно не само правилното регулиране на изходното напрежение и ток (с тази схема напрежението и токът се регулират от нула до максимум линейно, без „гърбици“ и „пропадания“ при екстремни стойности), но също така прави възможно управлението на външно захранване, просто променям управляващото напрежение.
Изходният кондензатор има много малък капацитет, което ви позволява безопасно да тествате светодиодите; няма да има скок на тока, докато изходният кондензатор не се разреди и PSU влезе в режим на стабилизиране на тока.
Изходният диод е необходим за защита на захранването от подаване на напрежение с обратна полярност към неговия изход. Вярно е, че диодът е твърде слаб, по-добре е да го смените с друг.

минуси.
Шунтът за измерване на ток има твърде високо съпротивление, поради което при работа с ток на натоварване от 3 ампера върху него се генерират около 4,5 вата топлина. Резисторът е проектиран за 5 вата, но отоплението е много високо.
Входният диоден мост е съставен от 3 ампер диода. Добре е диодите да са поне 5 ампера, тъй като токът през диодите в такава схема е равен на 1,4 от изхода, така че при работа токът през тях може да бъде 4,2 ампера, а самите диоди са предназначени за 3 ампера . Единственото нещо, което улеснява ситуацията, е, че двойките диоди в моста работят редуващо се, но това все още не е напълно правилно.
Големият минус е, че китайските инженери при избора на операционни усилватели са избрали операционен усилвател с максимално напрежение 36 волта, но не са помислили, че веригата има източник на отрицателно напрежение и входното напрежение в тази версия е ограничено до 31 волта. Волта (36-5 = 31 ). При вход от 24 волта AC, DC ще бъде около 32-33 волта.
Тези. Операционните усилватели ще работят в екстремен режим (36 е максимумът, стандартният 30).

Ще говоря повече за плюсовете и минусите, както и за модернизацията по-късно, но сега ще премина към същинското сглобяване.

Първо, нека изложим всичко, което е включено в комплекта. Това ще улесни сглобяването и просто ще бъде по-ясно да се види какво вече е инсталирано и какво остава.

Препоръчвам да започнете сглобяването с най-ниските елементи, тъй като ако първо инсталирате високите, тогава ще бъде неудобно да инсталирате ниските по-късно.
Освен това е по-добре да започнете с инсталирането на онези компоненти, които са повече от еднакви.
Ще започна с резистори и това ще бъдат резистори от 10 kOhm.
Резисторите са качествени и с точност 1%.
Няколко думи за резисторите. Резисторите са цветно кодирани. Мнозина може да сметнат това за неудобно. Всъщност това е по-добро от буквено-цифровите маркировки, тъй като маркировките се виждат във всяка позиция на резистора.
Не се страхувайте от цветното кодиране; в началния етап можете да го използвате и с течение на времето ще можете да го идентифицирате без него.
За да разберете и удобно да работите с такива компоненти, просто трябва да запомните две неща, които ще бъдат полезни на начинаещ радиолюбител в живота.
1. Десет основни цвята за маркиране
2. Серийни стойности, те не са много полезни при работа с прецизни резистори от серията E48 и E96, но такива резистори са много по-рядко срещани.
Всеки радиолюбител с опит ще ги изброи просто по памет.
1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.5, 1.6, 1.8, 2, 2.2, 2.4, 2.7, 3, 3.3, 3.6, 3.9, 4.3, 4.7, 5.1, 5.6, 6.2, 6.8, 7.5, 8.2, 9.1.
Всички останали деноминации се умножават по 10, 100 и т.н. Например 22k, 360k, 39Ohm.
Какво предоставя тази информация?
И дава, че ако резисторът е от серията E24, тогава, например, комбинация от цветове -
Синьо + зелено + жълто е невъзможно в него.
Синьо - 6
Зелено - 5
Жълто - х10000
тези. По изчисления излиза 650k, но в серията E24 няма такава стойност, има или 620, или 680, което означава, че или цветът е разпознат неправилно, или цветът е сменен, или резисторът не е в серията E24, но последната е рядка.

Добре, стига теория, да продължим.
Преди инсталирането оформям проводниците на резистора, обикновено използвайки пинсети, но някои хора използват малко домашно устройство за това.
Не бързаме да изхвърляме изрезките на поводите, понякога те могат да бъдат полезни за скачачи.

След като установих основното количество, стигнах до единични резистори.
Тук може да е по-трудно; ще трябва да се справяте с деноминации по-често.

Не запоявам компонентите веднага, а просто ги захапвам и огъвам проводниците, като първо ги захапвам и след това ги огъвам.
Това става много лесно, като платката се държи в лявата ръка (ако сте десняк), като същевременно се натиска компонентът, който се монтира.
Имаме странични резачки в дясната си ръка, отхапваме изводите (понякога дори няколко компонента наведнъж) и веднага огъваме изводите със страничния ръб на страничните резачки.
Всичко това става много бързо, след известно време вече е автоматично.

Сега стигнахме до последния малък резистор, стойността на необходимия и останалия са еднакви, което не е лошо :)

След като инсталирахме резисторите, преминаваме към диоди и ценерови диоди.
Тук има четири малки диода, това са популярните 4148, два ценерови диода по 5,1 волта всеки, така че е много трудно да се объркате.
Използваме го и за формиране на заключения.

На платката катодът е обозначен с лента, точно както при диоди и ценерови диоди.

Въпреки че платката има защитна маска, все пак препоръчвам да огънете проводниците, така че да не падат върху съседни писти; на снимката проводникът на диода е огънат от пистата.

Ценеровите диоди на платката също са маркирани като 5V1.

Във веригата няма много керамични кондензатори, но техните маркировки могат да объркат начинаещ радиолюбител. Между другото, той също се подчинява на серията E24.
Първите две цифри са номиналната стойност в пикофаради.
Третата цифра е броят на нулите, които трябва да се добавят към деноминацията
Тези. например 331 = 330pF
101 - 100pF
104 - 100000pF или 100nF или 0.1uF
224 - 220000pF или 220nF или 0.22uF

Монтирани са основния брой пасивни елементи.

След това преминаваме към инсталирането на операционни усилватели.
Вероятно бих препоръчал закупуване на гнезда за тях, но ги запоих както са.
На платката, както и на самия чип, е отбелязан първият щифт.
Останалите заключения се броят обратно на часовниковата стрелка.
На снимката е показано мястото на операционния усилвател и как трябва да се монтира.

За микросхеми не огъвам всички щифтове, а само няколко, обикновено това са външните щифтове по диагонал.
Е, по-добре е да ги захапете така, че да стърчат около 1 мм над дъската.

Това е всичко, сега можете да преминете към запояване.
Използвам съвсем обикновен поялник с контрол на температурата, но обикновен поялник с мощност около 25-30 вата е напълно достатъчен.
Запояване с флюс с диаметър 1 мм. Специално не посочвам марката на спойката, тъй като спойката на бобината не е оригинална (оригиналните бобини тежат 1 кг) и малко хора ще знаят името му.

Както писах по-горе, платката е с високо качество, запоява се много лесно, не използвах никакви потоци, достатъчно е само това, което е в спойката, просто трябва да запомните понякога да отърсите излишния поток от върха.

Тук направих снимка с пример за добро запояване и не толкова добро.
Добрата спойка трябва да изглежда като малка капчица, обгръщаща терминала.
Но има няколко места на снимката, където очевидно няма достатъчно спойка. Това ще се случи на двустранна платка с метализация (където спойката също се влива в отвора), но това не може да се направи на едностранна платка; с течение на времето такова запояване може да „падне“.

Клемите на транзисторите също трябва да бъдат предварително оформени; това трябва да се направи по такъв начин, че терминалът да не се деформира близо до основата на корпуса (старейшините ще си спомнят легендарния KT315, чиито терминали обичаха да се счупват).
Оформям мощните компоненти малко по-различно. Формоването се прави така, че компонентът да стои над дъската, като в този случай по-малко топлина ще прехвърли платката и няма да я разруши.

Ето как изглеждат формованите мощни резистори на платка.
Всички компоненти бяха запоени само отдолу, спойката, която виждате в горната част на платката, проникна през отвора поради капилярен ефект. Препоръчително е да запоявате така, че спойката да проникне малко нагоре, това ще увеличи надеждността на запояването, а при тежките компоненти - по-добрата им стабилност.

Ако преди това формовах клемите на компонентите с помощта на пинсети, тогава за диодите вече ще ви трябват малки клещи с тесни челюсти.
Заключенията се формират приблизително по същия начин, както при резисторите.

Но има разлики по време на монтажа.
Ако за компоненти с тънки проводници монтажът се извършва първо, след това се появява ухапване, тогава за диодите е обратното. Просто няма да огънете такова олово, след като го ухапете, така че първо огъваме олово, след което отхапваме излишното.

Захранващият блок се сглобява с помощта на два транзистора, свързани по схема на Дарлингтън.
Един от транзисторите е инсталиран на малък радиатор, за предпочитане чрез термична паста.
Комплектът включва четири винта M3, единият отива тук.

Няколко снимки на почти запоената платка. Няма да описвам монтажа на клеморедите и другите компоненти, той е интуитивен и се вижда от снимката.
Между другото, относно клемните блокове, платката има клемни блокове за свързване на входа, изхода и захранването на вентилатора.

Все още не съм мила дъската, въпреки че често го правя на този етап.
Това се дължи на факта, че все още има малка част за финализиране.

След основния етап на сглобяване ни остават следните компоненти.
Мощен транзистор
Два променливи резистора
Два конектора за монтаж на платка
Два конектора с проводници, между другото проводниците са много меки, но с малко напречно сечение.
Три винта.

Първоначално производителят възнамеряваше да постави променливи резистори на самата платка, но те са поставени толкова неудобно, че дори не си направих труда да ги запоявам и ги показах само като пример.
Те са много близо и ще бъде изключително неудобно да се коригира, въпреки че е възможно.

Но благодаря, че не забравихте да включите кабелите с конектори, много по-удобно е.
В този вид резисторите могат да бъдат поставени на предния панел на устройството, а платката може да бъде инсталирана на удобно място.
В същото време запоих мощен транзистор. Това е обикновен биполярен транзистор, но има максимална мощност на разсейване до 100 вата (естествено, когато е инсталиран на радиатор).
Остават три винта, дори не разбирам къде да ги използвам, ако в ъглите на платката са необходими четири, ако прикрепите мощен транзистор, тогава те са къси, като цяло това е мистерия.

Платката може да се захранва от всеки трансформатор с изходно напрежение до 22 волта (в спецификациите пише 24, но по-горе обясних защо не може да се използва такова напрежение).
Реших да използвам трансформатор, който лежеше дълго време за усилвателя Romantic. Защо за, а не от и защото все още не е стоял никъде :)
Този трансформатор има две намотки за изходна мощност от 21 волта, две спомагателни намотки от 16 волта и една екранирана намотка.
Напрежението е посочено за входа 220, но тъй като вече имаме стандарт от 230, изходните напрежения ще бъдат малко по-високи.
Изчислената мощност на трансформатора е около 100 вата.
Успоредих намотките на изходната мощност, за да получа повече ток. Разбира се, беше възможно да се използва изправителна верига с два диода, но нямаше да работи по-добре, така че го оставих както е.

За тези, които не знаят как да определят мощността на трансформатора, направих кратко видео.

Първо пробно пускане. Инсталирах малък радиатор на транзистора, но дори и в тази форма имаше доста голямо отопление, тъй като захранването е линейно.
Регулирането на тока и напрежението става без проблеми, всичко работи веднага, така че вече мога напълно да препоръчам този дизайнер.
Първата снимка е стабилизиране на напрежението, втората е ток.

Първо проверих какво извежда трансформаторът след коригиране, тъй като това определя максималното изходно напрежение.
Имам около 25 волта, не много. Капацитетът на филтърния кондензатор е 3300 μF, бих посъветвал да го увеличите, но дори и в тази форма устройството е доста функционално.

Тъй като за по-нататъшно тестване беше необходимо да се използва нормален радиатор, аз преминах към сглобяването на цялата бъдеща конструкция, тъй като инсталирането на радиатора зависи от предвидения дизайн.
Реших да използвам радиатора Igloo7200, който имах наоколо. Според производителя, такъв радиатор е в състояние да разсее до 90 вата топлина.

Устройството ще използва корпус Z2A по полска идея, цената ще бъде около $3.

Първоначално исках да се отдалеча от калъфа, от който читателите ми са уморени, в който събирам всякакви електронни неща.
За да направя това, избрах малко по-малък калъф и купих вентилатор с мрежа за него, но не можах да побера целия пълнеж в него, затова закупих втори калъф и съответно втори вентилатор.
И в двата случая купих вентилатори Sunon, много харесвам продуктите на тази фирма, и в двата случая купих вентилатори на 24 волта.

Така планирах да монтирам радиатора, платката и трансформатора. Дори остава малко място за разширяване на плънката.
Нямаше начин да вкарате вентилатора вътре, затова беше решено да го поставите отвън.

Маркираме монтажните отвори, изрязваме резбите и ги завинтваме за монтаж.

Тъй като избраният корпус е с вътрешна височина 80 мм, а платката също е с такъв размер, закрепих радиатора така, че платката да е симетрична спрямо радиатора.

Изводите на мощния транзистор също трябва да бъдат леко формовани, за да не се деформират при притискане на транзистора към радиатора.

Малко отклонение.
По някаква причина производителят е помислил за място за инсталиране на доста малък радиатор, поради което при инсталиране на нормален се оказва, че стабилизаторът на мощността на вентилатора и конекторът за свързването му пречат.
Наложи се да ги разпоя, и да залепя мястото където бяха с тиксо, за да няма връзка с радиатора, тъй като има напрежение.

Отрязах излишната лента от задната страна, иначе щеше да стане напълно небрежно, ще го направим според Фън Шуй :)

Ето как изглежда печатна платка с окончателно монтиран радиатор, транзисторът е инсталиран с термопаста и е по-добре да използвате добра термопаста, тъй като транзисторът разсейва мощност, сравнима с мощен процесор, т.е. около 90 вата.
В същото време веднага направих дупка за инсталиране на платката за контрол на скоростта на вентилатора, която в крайна сметка все пак трябваше да се пробие отново :)

За да настроя нула, развих двете копчета до крайно ляво положение, изключих товара и поставих изхода на нула. Сега изходното напрежение ще се регулира от нула.

Следват някои тестове.
Проверих точността на поддържане на изходното напрежение.
На празен ход, напрежение 10.00 волта
1. Ток на натоварване 1 ампер, напрежение 10,00 волта
2. Ток на натоварване 2 ампера, напрежение 9,99 волта
3. Ток на натоварване 3 ампера, напрежение 9,98 волта.
4. Ток на натоварване 3,97 ампера, напрежение 9,97 волта.
Характеристиките са доста добри, ако желаете, те могат да бъдат подобрени още малко чрез промяна на точката на свързване на резисторите за обратна връзка по напрежение, но за мен това е достатъчно, както е.

Проверих и нивото на пулсации, тестът се проведе при ток от 3 ампера и изходно напрежение от 10 волта

Нивото на пулсации беше около 15 mV, което е много добро, но си помислих, че всъщност пулсациите, показани на екранната снимка, е по-вероятно да идват от електронния товар, отколкото от самото захранване.

След това започнах да сглобявам самото устройство като цяло.
Започнах с монтажа на радиатора със захранващата платка.
За да направя това, маркирах мястото за инсталиране на вентилатора и захранващия конектор.
Дупката беше отбелязана не съвсем кръгла, с малки „разфасовки“ отгоре и отдолу, те са необходими за увеличаване на здравината на задния панел след изрязване на дупката.
Най-голямата трудност обикновено са отвори със сложна форма, например за захранващ конектор.

Голяма дупка се изрязва от голяма купчина малки :)
Бормашина + свредло 1 мм понякога върши чудеса.
Пробиваме дупки, много дупки. Може да изглежда дълго и досадно. Не, напротив, много е бърз, пълното пробиване на панел отнема около 3 минути.

След това обикновено настройвам свредлото малко по-голямо, например 1,2-1,3 мм, и минавам през него като фреза, получавам такъв разрез:

След това вземаме малък нож в ръцете си и почистваме получените дупки, като в същото време подрязваме малко пластмасата, ако дупката е малко по-малка. Пластмасата е доста мека, което я прави удобна за работа.

Последният етап от подготовката е пробиването на монтажните отвори, можем да кажем, че основната работа по задния панел е завършена.

Инсталираме радиатора с платката и вентилатора, пробваме получения резултат и, ако е необходимо, „завършваме с файл“.

Почти в самото начало споменах ревизия.
Ще поработя малко.
Като начало реших да заменя оригиналните диоди във входния диоден мост с диоди на Шотки; за това купих четири броя 31DQ06. и тогава повторих грешката на разработчиците на платката, като по инерция купих диоди за същия ток, но беше необходимо за по-висок. Но все пак нагряването на диодите ще бъде по-малко, тъй като спадът на диодите на Шотки е по-малък, отколкото на конвенционалните.
Второ, реших да сменя шунта. Не останах доволен не само от това, че загрява като ютия, но и от факта, че пада около 1,5 волта, които могат да се използват (в смисъл на натоварване). За да направя това, взех два вътрешни резистора 0,27 Ohm 1% (това също ще подобри стабилността). Защо разработчиците не са направили това е неясно; цената на решението е абсолютно същата като във версията с роден резистор 0,47 Ohm.
Е, по-скоро като допълнение, реших да заменя оригиналния филтърен кондензатор 3300 µF с по-висококачествен и капацитетен Capxon 10000 µF...

Ето как изглежда полученият дизайн със сменени компоненти и инсталирана платка за термоконтрол на вентилатора.
Оказа се малка колективна ферма и освен това случайно откъснах едно място на дъската, когато инсталирах мощни резистори. Като цяло беше възможно безопасно да се използват по-малко мощни резистори, например един 2-ватов резистор, просто нямах такъв на склад.

Няколко компонента също бяха добавени към дъното.
Резистор 3.9k, успореден на най-външните контакти на конектора за свързване на резистор за контрол на тока. Необходимо е да се намали регулиращото напрежение, тъй като напрежението на шунта вече е различно.
Чифт 0,22 µF кондензатори, един паралелно с изхода от текущия контролен резистор, за да се намалят смущенията, вторият е просто на изхода на захранването, не е особено необходим, просто случайно извадих чифт наведнъж и реши да използва и двете.

Цялата силова секция е свързана и на трансформатора е монтирана платка с диоден мост и кондензатор за захранване на индикатора за напрежение.
Като цяло тази платка не е задължителна в текущата версия, но не можах да вдигна ръката си да захранвам индикатора от максималните 30 волта за него и реших да използвам допълнителна намотка от 16 волта.

За организиране на предния панел са използвани следните компоненти:
Клеми за свързване на товара
Чифт метални дръжки
Превключвател на захранването
Червен филтър, деклариран като филтър за корпуси KM35
За да посоча ток и напрежение, реших да използвам платката, която ми беше останала след написването на едно от рецензиите. Но не бях доволен от малките индикатори и затова бяха закупени по-големи с височина на цифрата 14 мм и за тях беше направена печатна платка.

По принцип това решение е временно, но исках да го направя внимателно дори временно.

Няколко етапа на подготовка на предния панел.
1. Начертайте оформление в пълен размер на предния панел (използвам обичайното Sprint Layout). Предимството на използването на идентични корпуси е, че подготовката на нов панел е много проста, тъй като необходимите размери вече са известни.
Прикрепяме разпечатката към предния панел и пробиваме дупки за маркиране с диаметър 1 мм в ъглите на квадратни/правоъгълни отвори. Използвайте същата бормашина, за да пробиете центровете на останалите дупки.
2. Използвайки получените отвори, маркираме местата за рязане. Сменяме инструмента на фреза с тънък диск.
3. Изрязваме прави линии, ясно по размер отпред, малко по-големи отзад, така че разрезът да е максимално пълен.
4. Начупете нарязаните парчета пластмаса. Обикновено не ги изхвърлям, защото все още могат да бъдат полезни.

По същия начин, както при подготовката на задния панел, обработваме получените дупки с помощта на нож.
Препоръчвам пробиване на дупки с голям диаметър, не "захапва" пластмасата.

Опитваме полученото и, ако е необходимо, го модифицираме с помощта на иглена пила.
Трябваше леко да разширя дупката за превключвателя.

Както писах по-горе, за дисплея реших да използвам платката, останала от едно от предишните ревюта. Като цяло това е много лошо решение, но за временен вариант е повече от подходящо, по-късно ще обясня защо.
Разпояваме индикаторите и конекторите от платката, извикваме старите индикатори и новите.
Написах щифтовете на двата индикатора, за да не се объркам.
В родната версия бяха използвани четирицифрени индикатори, аз използвах трицифрени. тъй като вече не се побираше в прозореца ми. Но тъй като четвъртата цифра е необходима само за показване на буквата A или U, загубата им не е критична.
Между индикаторите поставих светодиода, показващ режима на ограничение на тока.

Подготвям всичко необходимо, запоявам резистор 50 mOhm от старата платка, който ще се използва както преди, като шунт за измерване на ток.
Това е проблемът с този шунт. Факт е, че в този вариант ще имам спад на напрежението на изхода от 50 mV за всеки 1 ампер ток на натоварване.
Има два начина да се отървете от този проблем: използвайте два отделни брояча за ток и напрежение, докато захранвате волтметъра от отделен източник на захранване.
Вторият начин е да инсталирате шунт в положителния полюс на захранването. И двата варианта не ми допаднаха като временно решение, затова реших да стъпя на гърлото на перфекционизма си и да направя опростена версия, но далеч от най-добрата.

За дизайна използвах монтажни стълбове, останали от платката на DC-DC преобразувателя.
С тях получих много удобен дизайн: индикаторната платка е прикрепена към ампер-волтметърната платка, която от своя страна е прикрепена към захранващата клема.
Получи се дори по-добре отколкото очаквах :)
Също така поставих шунт за измерване на ток на клемната платка на захранването.

Полученият дизайн на предния панел.

И тогава се сетих, че съм забравил да инсталирам по-мощен защитен диод. Трябваше да го запоя по-късно. Използвах диод, останал от смяната на диодите във входния мост на платката.
Разбира се, би било хубаво да добавите предпазител, но това вече не е в тази версия.

Но реших да инсталирам по-добри резистори за контрол на тока и напрежението от тези, предложени от производителя.
Оригиналните са доста качествени и вървят безпроблемно, но това са обикновени резистори и според мен едно лабораторно захранване трябва да може по-точно да регулира изходното напрежение и ток.
Дори когато се замислих да си поръчам платка за захранване, ги видях в магазина и ги поръчах за преглед, още повече, че бяха със същия рейтинг.

По принцип обикновено използвам други резистори за такива цели, те комбинират два резистора вътре в себе си за груба и плавна настройка, но напоследък не мога да ги намеря в продажба.
Някой знае ли техните вносни аналози?

Резисторите са с доста високо качество, ъгълът на въртене е 3600 градуса, или казано по-просто - 10 пълни оборота, което осигурява промяна от 3 волта или 0,3 ампера на 1 оборот.
При такива резистори точността на настройка е приблизително 11 пъти по-точна, отколкото при конвенционалните.

Нови резистори в сравнение с оригиналните, размерът със сигурност е впечатляващ.
По пътя скъсих малко проводниците към резисторите, това трябва да подобри устойчивостта на шум.

Опаковах всичко в калъфа, принципно дори остана малко място, има къде да расте :)

Свързах екраниращата намотка към заземяващия проводник на конектора, допълнителната захранваща платка е разположена директно върху клемите на трансформатора, това, разбира се, не е много спретнато, но все още не съм измислил друга опция.

Проверка след сглобяване. Всичко започна почти от първия път, случайно обърках две цифри на индикатора и дълго време не можех да разбера какво не е наред с настройката, след превключване всичко стана както трябва.

Последният етап е залепване на филтъра, монтиране на дръжките и сглобяване на тялото.
Филтърът има по-тънък ръб по периметъра, основната част е вдлъбната в прозореца на корпуса, а по-тънката част е залепена с двойнозалепваща лента.
Първоначално дръжките бяха проектирани за диаметър на вала от 6,3 мм (ако не греша), новите резистори имат по-тънък вал, така че трябваше да сложа няколко слоя термосвиваем вал.
Реших да не проектирам предния панел по никакъв начин за сега и има две причини за това:
1. Контролите са толкова интуитивни, че все още няма конкретна точка в надписите.
2. Смятам да модифицирам това захранване, така че са възможни промени в дизайна на предния панел.

Няколко снимки на получения дизайн.
Изглед отпред:

Изглед отзад.
Внимателните читатели вероятно са забелязали, че вентилаторът е разположен така, че издухва горещия въздух от корпуса, а не изпомпва студен въздух между ребрата на радиатора.
Реших да го направя, защото радиаторът е малко по-малък на височина от корпуса и за да не влиза горещ въздух вътре, монтирах вентилатора на заден ход. Това, разбира се, значително намалява ефективността на отстраняване на топлината, но позволява малко вентилиране на пространството вътре в захранването.
Освен това бих препоръчал да направите няколко дупки в долната част на долната половина на тялото, но това е по-скоро допълнение.

След всички промени се оказах с малко по-малък ток, отколкото в оригиналната версия, и беше около 3,35 ампера.

И така, ще се опитам да опиша плюсовете и минусите на тази платка.
професионалисти
Отлична изработка.
Почти правилна схема на устройството.
Пълен комплект части за сглобяване на платката стабилизатор на захранването
Много подходящ за начинаещи радиолюбители.
В минималната си форма той допълнително изисква само трансформатор и радиатор; в по-усъвършенствана форма изисква и ампер-волтметър.
Напълно функционален след сглобяване, но с някои нюанси.
Без капацитивни кондензатори на изхода на захранването, безопасно при тестване на светодиоди и т.н.

минуси
Видът на операционните усилватели е неправилно избран, поради което диапазонът на входното напрежение трябва да бъде ограничен до 22 волта.
Стойността на резистора за измерване на ток не е много подходяща. Той работи в нормалния си термичен режим, но е по-добре да го смените, тъй като нагряването е много високо и може да навреди на околните компоненти.
Входният диоден мост работи максимално, по-добре е да замените диодите с по-мощни

Моето мнение. По време на процеса на сглобяване останах с впечатлението, че веригата е проектирана от двама различни хора, единият е приложил правилния принцип на регулиране, източник на референтно напрежение, източник на отрицателно напрежение, защита. Вторият неправилно е избрал шунт, операционни усилватели и диоден мост за тази цел.
Много ми хареса схемата на устройството и в раздела за модификация първо исках да заменя операционните усилватели, дори купих микросхеми с максимално работно напрежение 40 волта, но след това промених решението си за модификации. но иначе решението е съвсем правилно, настройката е плавна и линейна. Разбира се, че има отопление, не можете да живеете без него. Като цяло, за мен това е много добър и полезен конструктор за начинаещ радиолюбител.
Със сигурност ще има хора, които ще напишат, че е по-лесно да си купите готов, но смятам, че да си го сглобите сам е хем по-интересно (може би това е най-важното), хем е по-полезно. Освен това много хора доста лесно имат у дома трансформатор и радиатор от стар процесор и някаква кутия.

Още в процеса на писане на ревюто имах още по-силно усещане, че това ревю ще бъде началото на поредица от ревюта, посветени на линейното захранване; имам мисли за подобрение -
1. Преобразуване на схемата за индикация и управление в цифров вариант, по възможност с връзка към компютър
2. Подмяна на операционни усилватели с високоволтови (все още не знам кои)
3. След смяната на операционния усилвател искам да направя две автоматично превключващи се степени и да разширя обхвата на изходното напрежение.
4. Променете принципа на измерване на тока в устройството за показване, така че да няма спад на напрежението при натоварване.
5. Добавете възможност за изключване на изходното напрежение с бутон.

Това е може би всичко. Може би ще си спомня нещо друго и ще добавя нещо, но повече очаквам коментари с въпроси.
Също така планираме да посветим още няколко прегледа на дизайнери за начинаещи радиолюбители; може би някой ще има предложения относно определени дизайнери.

Не е за хора със слаби сърца

Първоначално не исках да го показвам, но все пак реших да го снимам.
Отляво е захранването, което използвах много години преди това.
Това е просто линейно захранване с мощност от 1-1,2 ампера при напрежение до 25 волта.
Затова исках да го заменя с нещо по-мощно и правилно.

Продуктът е предоставен за написване на рецензия от магазина. Прегледът е публикуван в съответствие с клауза 18 от Правилата на сайта.