Napajanje: sa i bez regulacije, laboratorijsko, impulsno, uređaj, popravak. Laboratorijsko napajanje: prekidačko ili linearno, koje odabrati? Uređaj, sklopovi i njihova usporedba Kako sastaviti laboratorijsko napajanje vlastitim rukama

Za radioamatere, ali i moderne ljude općenito, neizostavna stvar u kući je jedinica za napajanje (PSU), jer ima vrlo korisnu funkciju - regulaciju napona i struje.

U isto vrijeme, malo ljudi zna da je sasvim moguće napraviti takav uređaj s dužnom pažnjom i poznavanjem radio elektronike vlastitim rukama. Svakom radioamateru koji voli petljati s elektronikom kod kuće, kućna laboratorijska napajanja omogućit će mu da se bavi svojim hobijem bez ograničenja. Naš članak će vam reći kako napraviti podesivi izvor napajanja vlastitim rukama.

Što trebaš znati

Napajanje s regulacijom struje i napona nezaobilazan je dio modernog doma. Ovaj uređaj, zahvaljujući svom posebnom uređaju, može pretvoriti napon i struju dostupan u mreži na razinu koju određeni elektronički uređaj može potrošiti. Ovdje je približna shema rada prema kojoj možete napraviti takav uređaj vlastitim rukama.

Ali gotova napajanja su prilično skupa za kupnju za specifične potrebe. Stoga se danas vrlo često pretvarači za napon i struju izrađuju ručno.

Bilješka! Domaća laboratorijska napajanja mogu imati različite dimenzije, snagu i druge karakteristike. Sve ovisi o tome kakav pretvarač trebate i za koju namjenu.

Profesionalci mogu lako napraviti snažno napajanje, dok početnici i amateri mogu početi s jednostavnim tipom uređaja. U ovom slučaju, ovisno o složenosti, može se koristiti vrlo različita shema.

Što treba uzeti u obzir

Regulirano napajanje je univerzalni pretvarač koji se može koristiti za spajanje bilo koje kućanske ili računalne opreme. Bez njega niti jedan kućanski aparat neće moći normalno funkcionirati.
Takva jedinica napajanja sastoji se od sljedećih komponenti:

• transformator;
• konverter;
• indikator (voltmetar i ampermetar).
• tranzistore i druge dijelove potrebne za stvaranje kvalitetne električne mreže.

Gornji dijagram prikazuje sve komponente uređaja.
Osim toga, ova vrsta napajanja mora imati zaštitu za jaku i slabu struju. Inače, svaka hitna situacija može dovesti do činjenice da pretvarač i električni uređaj koji je povezan s njim jednostavno izgore. Ovaj rezultat također može biti uzrokovan nepravilnim lemljenjem komponenti ploče, neispravnim spajanjem ili ugradnjom.
Ako ste početnik, onda da biste vlastitim rukama napravili podesivi tip napajanja, bolje je odabrati jednostavnu opciju montaže. Jedna od jednostavnih vrsta pretvarača je napajanje 0-15V. Ima zaštitu od prekomjerne struje u priključenom opterećenju. Dijagram njegove montaže nalazi se ispod.

Jednostavan dijagram montaže

Ovo je, da tako kažem, univerzalni tip sklopa. Ovdje je dijagram lako razumljiv svakome tko je barem jednom držao lemilo u rukama. Prednosti ove sheme uključuju sljedeće točke:

• sastoji se od jednostavnih i cjenovno pristupačnih dijelova koji se mogu pronaći ili na radio tržištu ili u specijaliziranim trgovinama radio elektronike;
• jednostavna vrsta montaže i daljnje konfiguracije;
• ovdje je donja granica za napon 0,05 volti;
• dvostruka zaštita za indikator struje (na 0,05 i 1A);
• širok raspon izlaznih napona;
• visoka stabilnost u radu pretvarača.

Diodni most

U ovoj situaciji, transformator će dati napon koji je 3V viši od maksimalnog potrebnog izlaznog napona. Iz ovoga slijedi da napajanje koje može regulirati napon do 20 V zahtijeva transformator od najmanje 23 V.

Bilješka! Diodni most treba odabrati na temelju maksimalne struje, koja će biti ograničena dostupnom zaštitom.

Filtarski kondenzator od 4700 µF omogućit će opremi osjetljivoj na buku napajanja da izbjegne pozadinsku buku. Da biste to učinili, trebat će vam kompenzacijski stabilizator s koeficijentom potiskivanja za valovitost više od 1000.
Sada kada smo razumjeli osnovne aspekte montaže, moramo obratiti pozornost na zahtjeve.

Zahtjevi za uređaj

Da biste stvorili jednostavno, ali istodobno visokokvalitetno i snažno napajanje s mogućnošću reguliranja napona i struje vlastitim rukama, morate znati koji zahtjevi postoje za ovu vrstu pretvarača.
Ovi tehnički zahtjevi izgledaju ovako:

• podesivi stabilizirani izlaz za 3–24 V. U ovom slučaju, strujno opterećenje mora biti najmanje 2 A;
• neregulirani izlaz 12/24 V. Ovo pretpostavlja veliko strujno opterećenje.

Da biste ispunili prvi zahtjev, trebali biste koristiti integralni stabilizator. U drugom slučaju, izlaz mora biti napravljen nakon diodnog mosta, da tako kažemo, zaobilazeći stabilizator.

Krenimo sa sastavljanjem

Transformator TS-150–1

Nakon što ste odredili zahtjeve koje mora zadovoljiti vaš stalni regulirani izvor napajanja i odabrali odgovarajući krug, možete započeti sa samom montažom. Ali prije svega, opskrbimo se dijelovima koji su nam potrebni.
Za montažu trebat će vam:

• snažan transformator. Na primjer, TS-150–1. Sposoban je za isporuku napona od 12 i 24 V;
• kondenzator. Možete koristiti model od 10000 µF 50 V;
• čip za stabilizator;
• flasteri;
• detalji strujnog kruga (u našem slučaju gore prikazani krug).

Nakon toga, prema dijagramu, vlastitim rukama sastavljamo podesivo napajanje u strogom skladu sa svim preporukama. Mora se slijediti slijed radnji.

Spremno napajanje

Za sastavljanje napajanja koriste se sljedeći dijelovi:

• germanijski tranzistori (uglavnom). Ako ih želite zamijeniti modernijim silikonskim elementima, onda donji MP37 svakako treba ostati germanij. Ovdje se koriste tranzistori MP36, MP37, MP38;
• Na tranzistoru je sastavljena jedinica za ograničavanje struje. Omogućuje praćenje pada napona na otporniku.
• Zener dioda D814. Određuje regulaciju maksimalnog izlaznog napona. Apsorbira polovicu izlaznog napona;

Bilješka! Budući da D814 zener dioda uzima točno polovicu izlaznog napona, treba je odabrati da stvori izlazni napon 0-25 V od približno 13 V.

• donja granica u sastavljenom napajanju ima indikator napona od samo 0,05 V. Ovaj pokazatelj je rijedak za složenije sklopove pretvarača;
• indikatori na brojčaniku prikazuju indikatore struje i napona.

Dijelovi za montažu

Da biste smjestili sve dijelove, morate odabrati čelično kućište. Moći će zaštititi transformator i ploču napajanja. Kao rezultat toga, izbjeći ćete situacije raznih vrsta smetnji za osjetljivu opremu.

Dobiveni pretvarač može se sigurno koristiti za napajanje bilo koje kućanske opreme, kao i za eksperimente i testove koji se provode u kućnom laboratoriju. Također, takav uređaj može se koristiti za procjenu performansi generatora automobila.

Zaključak

Koristeći jednostavne sklopove za sastavljanje reguliranog tipa napajanja, moći ćete se uhvatiti u ruke i u budućnosti izraditi složenije modele vlastitim rukama. Ne biste se trebali baviti mukotrpnim radom, jer na kraju možda nećete dobiti željeni rezultat, a domaći pretvarač će raditi neučinkovito, što može negativno utjecati i na sam uređaj i na funkcionalnost električne opreme povezane s njim.
Ako je sve napravljeno kako treba, na kraju ćete dobiti izvrsno napajanje s regulacijom napona za vaš kućni laboratorij ili druge svakodnevne situacije.

Odabir uličnog senzora kretanja za paljenje svjetla

Majstor čiji je uređaj opisan u prvom dijelu, krenuvši u izradu napajanja s regulacijom, nije sebi komplicirao i jednostavno je koristio ploče koje su stajale bez posla. Druga opcija uključuje korištenje još uobičajenog materijala - prilagodba je dodana uobičajenom bloku, možda je ovo vrlo obećavajuće rješenje u smislu jednostavnosti, s obzirom da se potrebne karakteristike neće izgubiti, pa čak ni najiskusniji radio amater može implementirati ideju vlastitim rukama. Kao bonus, postoje još dvije opcije za vrlo jednostavne sheme sa svim detaljnim objašnjenjima za početnike. Dakle, možete birati između 4 načina.

Reći ćemo vam kako napraviti podesivo napajanje iz nepotrebne računalne ploče. Majstor je uzeo ploču računala i izrezao blok koji napaja RAM.
Ovako on izgleda.

Odlučimo koje dijelove treba uzeti, a koje ne, kako bismo odrezali ono što je potrebno kako bi ploča imala sve komponente napajanja. Tipično, impulsna jedinica za napajanje struje računala sastoji se od mikro kruga, PWM kontrolera, ključnih tranzistora, izlaznog induktora i izlaznog kondenzatora te ulaznog kondenzatora. Iz nekog razloga ploča ima i ulaznu prigušnicu. I njega je ostavio. Ključni tranzistori - možda dva, tri. Postoji sjedište za 3 tranzistora, ali se ne koristi u krugu.

Sam čip PWM kontrolera može izgledati ovako. Evo je pod povećalom.

Može izgledati kao kvadrat s malim pribadačama sa svih strana. Ovo je tipičan PWM kontroler na ploči prijenosnog računala.

Ovako izgleda prekidački izvor napajanja na video kartici.

Napajanje za procesor izgleda potpuno isto. Vidimo PWM kontroler i nekoliko kanala napajanja procesora. 3 tranzistora u ovom slučaju. Prigušnica i kondenzator. Ovo je jedan kanal.
Tri tranzistora, prigušnica, kondenzator - drugi kanal. Kanal 3. I još dva kanala za druge namjene.
Znate kako izgleda PWM kontroler, pogledajte njegove oznake pod povećalom, potražite datasheet na internetu, skinite pdf datoteku i pogledajte shemu da ništa ne pobrkate.
Na dijagramu vidimo PWM kontroler, ali pinovi su označeni i numerirani uz rubove.

Tranzistori su označeni. Ovo je gas. Ovo je izlazni kondenzator i ulazni kondenzator. Ulazni napon kreće se od 1,5 do 19 volti, ali napon napajanja PWM kontrolera trebao bi biti od 5 volti do 12 volti. Odnosno, može se ispostaviti da je za napajanje PWM kontrolera potreban poseban izvor napajanja. Sve ožičenje, otpornici i kondenzatori, nemojte se uznemiriti. Ne moraš to znati. Sve je na ploči, ne sastavljate PWM kontroler, već koristite gotov. Trebate znati samo 2 otpornika - oni postavljaju izlazni napon.

Otpornički razdjelnik. Njegova cijela svrha je smanjiti signal s izlaza na oko 1 volt i primijeniti povratnu vezu na ulaz PWM kontrolera. Ukratko, promjenom vrijednosti otpornika možemo regulirati izlazni napon. U prikazanom slučaju, umjesto povratnog otpornika, master je ugradio otpornik za ugađanje od 10 kiloohma. To je bilo dovoljno za regulaciju izlaznog napona od 1 volta do približno 12 volti. Nažalost, to nije moguće na svim PWM kontrolerima. Na primjer, na PWM kontrolerima procesora i video kartica, kako bi se mogao prilagoditi napon, mogućnost overclockinga, izlazni napon se dovodi softverski preko višekanalne sabirnice. Jedini način da se promijeni izlazni napon takvog PWM kontrolera je korištenje kratkospojnika.

Dakle, znajući kako izgleda PWM kontroler i elemente koji su potrebni, već možemo isključiti napajanje. Ali to se mora učiniti pažljivo, budući da oko PWM kontrolera postoje tragovi koji bi mogli biti potrebni. Na primjer, možete vidjeti da staza ide od baze tranzistora do PWM kontrolera. Bilo ga je teško spasiti, morao sam pažljivo izrezati ploču.

Koristeći tester u načinu biranja i fokusirajući se na dijagram, zalemio sam žice. Također koristeći tester, pronašao sam pin 6 PWM kontrolera i otpornici povratne veze zvonili su s njega. Otpornik se nalazio u rfb-u, uklonjen je i umjesto njega je iz izlaza zalemljen otpornik za podešavanje od 10 kiloohma za regulaciju izlaznog napona; također sam pozivom saznao da je napajanje PWM kontrolera direktno spojen na ulazni električni vod. To znači da ne možete napajati više od 12 volti na ulazu, kako ne biste izgorjeli PWM kontroler.

Pogledajmo kako izgleda napajanje u radu

Zalemio sam utikač ulaznog napona, indikator napona i izlazne žice. Priključujemo vanjsko napajanje od 12 volti. Indikator svijetli. Već je bio postavljen na 9,2 volta. Pokušajmo namjestiti napajanje pomoću odvijača.

Vrijeme je da provjerite za što je sve sposobno napajanje. Uzeo sam drveni blok i domaći žičani otpornik od nikromske žice. Otpor mu je nizak i zajedno sa sondama za ispitivanje iznosi 1,7 Ohma. Prebacujemo multimetar u način rada ampermetra i povezujemo ga u seriju s otpornikom. Pogledajte što se događa - otpornik se zagrijava do crvene boje, izlazni napon ostaje gotovo nepromijenjen, a struja je oko 4 ampera.

Majstor je već ranije napravio slična napajanja. Jedan je izrezan vlastitim rukama s ploče prijenosnog računala.

To je takozvani napon pripravnosti. Dva izvora od 3,3 volta i 5 volti. Napravio sam kućište za njega na 3D printeru. Također možete pogledati članak u kojem sam napravio slično podesivo napajanje, također izrezano iz ploče prijenosnog računala (https://electro-repair.livejournal.com/3645.html). Ovo je također PWM regulator snage za RAM.

Kako napraviti regulacijsko napajanje iz običnog pisača

Razgovarat ćemo o napajanju Canon inkjet pisača. Mnogi ih ljudi drže u stanju mirovanja. Ovo je u biti zaseban uređaj koji se u pisaču drži zasunom.
Njegove karakteristike: 24 volta, 0,7 ampera.

Trebao sam napajanje za kućnu bušilicu. Baš je u redu što se tiče snage. Ali postoji jedno upozorenje - ako ga spojite na ovaj način, izlaz će dobiti samo 7 volti. Trostruki izlaz, konektor i dobivamo samo 7 volti. Kako dobiti 24 volta?
Kako dobiti 24 volta bez rastavljanja jedinice?
Pa najjednostavnije je zatvoriti plus srednjim izlazom i dobijemo 24 volta.
Pokušajmo to učiniti. Spojimo napajanje na mrežu 220. Uzimamo uređaj i pokušavamo ga izmjeriti. Spojimo se i vidimo 7 volti na izlazu.
Njegov središnji konektor se ne koristi. Ako ga uzmemo i spojimo na dva istovremeno, napon je 24 volta. Ovo je najlakši način da osigurate da ovo napajanje proizvodi 24 volta bez rastavljanja.

Potreban je domaći regulator kako bi se napon mogao podesiti unutar određenih granica. Od 10 volti do maksimuma. Lako je napraviti. Što je potrebno za ovo? Prvo otvorite sam izvor napajanja. Obično se lijepi. Kako ga otvoriti bez oštećenja kućišta. Nema potrebe ništa brati ili čupati. Uzimamo komad drveta koji je teži ili imamo gumeni čekić. Stavite ga na tvrdu podlogu i tapkajte po šavu. Ljepilo se skida. Zatim su se temeljito tapkali na sve strane. Za divno čudo, ljepilo se skine i sve se otvori. Unutra vidimo napajanje.

Dobit ćemo isplatu. Takvi izvori napajanja mogu se lako pretvoriti u željeni napon, a također se mogu učiniti podesivim. Na stražnjoj strani, ako ga okrenemo, nalazi se podesiva zener dioda tl431. S druge strane, vidjet ćemo da srednji kontakt ide na bazu tranzistora q51.

Ako stavimo napon, tada se ovaj tranzistor otvara i na otpornom razdjelniku pojavljuje se 2,5 volta, što je potrebno za rad zener diode. I na izlazu se pojavljuje 24 volta. Ovo je najjednostavnija opcija. Drugi način da ga pokrenete je da bacite tranzistor q51 i stavite kratkospojnik umjesto otpornika r 57 i to je to. Kada ga uključimo, izlaz je uvijek kontinuirano 24 volta.

Kako izvršiti prilagodbu?

Možete promijeniti napon, učiniti ga 12 volti. Ali gospodaru to posebno nije potrebno. Morate ga učiniti podesivim. Kako to učiniti? Bacimo ovaj tranzistor i zamijenimo otpornik od 57 x 38 kiloohma podesivim. Postoji stari sovjetski s 3,3 kiloohma. Možete staviti od 4,7 do 10, što i jest. Samo minimalni napon na koji ga može spustiti ovisi o ovom otporniku. 3.3 je vrlo nizak i nije potreban. Predviđeno je da se motori napajaju na 24 volta. I samo od 10 volti do 24 je normalno. Ako trebate drugačiji napon, možete koristiti otpornik za ugađanje visokog otpora.
Počnimo, idemo lemiti. Uzmite lemilo i sušilo za kosu. Uklonio sam tranzistor i otpornik.

Zalemili smo promjenjivi otpornik i pokušat ćemo ga uključiti. Primijenili smo 220 volti, vidimo 7 volti na našem uređaju i počinjemo okretati promjenjivi otpornik. Napon je porastao na 24 volta i vrtimo ga glatko i glatko, pada - 17-15-14, odnosno smanjuje se na 7 volti. Konkretno, instaliran je na 3,3 sobe. I naša se prerada pokazala prilično uspješnom. To jest, za potrebe od 7 do 24 volta, regulacija napona je sasvim prihvatljiva.

Ova opcija je uspjela. Ugradio sam promjenjivi otpornik. Ručka se ispostavlja kao podesivo napajanje - prilično zgodno.

Video kanala "Tehničar".

Takva napajanja je lako pronaći u Kini. Naišao sam na zanimljivu trgovinu koja prodaje rabljena napajanja iz raznih printera, laptopa i netbooka. Sami rastavljaju i prodaju ploče, potpuno ispravne za različite napone i struje. Najveći plus je što rastavljaju markiranu opremu i sva su napajanja kvalitetna, s dobrim dijelovima, sva imaju filtere.
Na fotografijama su različita napajanja, koštaju sitne pare, praktički besplatni.

Jednostavan blok s podešavanjem

Jednostavna verzija domaćeg uređaja za napajanje uređaja s regulacijom. Shema je popularna, raširena je na internetu i pokazala je svoju učinkovitost. Ali postoje i ograničenja, koja su prikazana u videu zajedno sa svim uputama za izradu reguliranog napajanja.

Domaća regulirana jedinica na jednom tranzistoru

Koje je najjednostavnije regulirano napajanje koje možete sami napraviti? To se može učiniti na lm317 čipu. Gotovo da predstavlja samo napajanje. Može se koristiti za izradu napajanja s reguliranim naponom i protokom. Ovaj video vodič prikazuje uređaj s regulacijom napona. Majstor je pronašao jednostavnu shemu. Ulazni napon maksimalno 40 volti. Izlaz od 1,2 do 37 volti. Maksimalna izlazna struja 1,5 ampera.

Bez hladnjaka, bez radijatora, maksimalna snaga može biti samo 1 vat. I sa radijatorom od 10 vata. Popis radio komponenti.


Krenimo sa sastavljanjem

Spojimo elektroničko opterećenje na izlaz uređaja. Da vidimo koliko dobro drži struju. Postavili smo ga na minimum. 7,7 volti, 30 miliampera.

Sve je regulirano. Postavimo ga na 3 volta i dodamo struju. Postavit ćemo samo veća ograničenja za napajanje. Pomaknemo prekidač u gornji položaj. Sada je 0,5 ampera. Mikrokrug se počeo zagrijavati. Bez hladnjaka nema ništa. Našao sam nekakvu ploču, ne za dugo, ali dovoljno. Pokušajmo ponovo. Postoji pad. Ali blok radi. U tijeku je podešavanje napona. U ovu shemu možemo umetnuti test.

Radioblogful video. Video blog o lemljenju.

Podesivi izvor napona od 5 do 12 volti

Nastavljajući s našim vodičem za pretvaranje ATX napajanja u napajanje za stolna računala, jedan vrlo lijep dodatak ovome je LM317T pozitivni regulator napona.

LM317T je podesivi 3-pinski regulator pozitivnog napona koji može dati različite istosmjerne izlaze osim +5 ili +12V istosmjernog izvora, ili kao izmjenični izlazni napon od nekoliko volti do neke maksimalne vrijednosti, sve sa strujama oko 1 5 ampera

Uz malu količinu dodatnih strujnih krugova dodanih izlazu napajanja, možemo postići stacionarno napajanje koje može raditi u nizu fiksnih ili promjenjivih napona, pozitivnih i negativnih po prirodi. Ovo je zapravo mnogo lakše nego što mislite, budući da je transformator, ispravljanje i izglađivanje već napravljeno od strane PSU unaprijed, a sve što trebamo učiniti je spojiti naš dodatni krug na izlaz žute +12 V žice. Ali prvo, pogledajmo fiksni izlazni napon.

Fiksno napajanje od 9V

Širok izbor tropolnih regulatora napona dostupan je u standardnom paketu TO-220, s najpopularnijim fiksnim regulatorom napona pozitivnim regulatorima serije 78xx, koji se kreću od vrlo uobičajenog 7805 +5V fiksnog regulatora napona do 7824, + 24V fiksni regulator napona. Također postoji niz fiksnih regulatora negativnog napona serije 79xx koji stvaraju dodatni negativni napon od -5 do -24 volta, ali u ovom vodiču koristit ćemo samo pozitivne tipove 78xx .

Fiksni 3-pinski regulator koristan je u primjenama gdje nije potreban regulirani izlaz, čineći izlazno napajanje jednostavnim, ali vrlo fleksibilnim budući da izlazni napon ovisi samo o odabranom regulatoru. Zovu se 3-pinski regulatori napona jer imaju samo tri terminala za spajanje i to u skladu s tim Ulaz , Općenito I Izlaz .

Ulazni napon za regulator bit će žuta + 12 V žica iz napajanja (ili odvojenog napajanja transformatora), koja je spojena između ulaznog i zajedničkog terminala. Stabilizirani +9 volti uzimaju se kroz izlaz i zajednički, kao što je prikazano.

Krug regulatora napona

Dakle, recimo da želimo dobiti +9 V izlazni napon iz našeg stolnog napajanja, tada sve što trebamo učiniti je spojiti +9 V regulator napona na žutu +12 V žicu. Budući da je napajanje već izvršilo ispravljanje i izglađivanje +12V izlaz, jedine potrebne dodatne komponente su kondenzator na ulazu i još jedan na izlazu.

Ovi dodatni kondenzatori pridonose stabilnosti regulatora i mogu biti u rasponu od 100 do 330 nF. Dodatni izlazni kondenzator od 100uF pomaže uglađivanju karakterističnih valova za dobar prijelazni odziv. Ovaj veliki kondenzator smješten na izlazu kruga napajanja obično se naziva "kondenzator za izglađivanje".

Ovi serijski regulatori 78xx proizvesti maksimalnu izlaznu struju od oko 1,5 A pri fiksnim stabiliziranim naponima od 5, 6, 8, 9, 12, 15, 18 odnosno 24 V. Ali što ako želimo da izlazni napon bude +9V, ali imamo samo 7805, +5V regulator? Izlaz +5V 7805 odnosi se na uzemljenje, Gnd ili 0V terminal.

Ako bismo povećali ovaj napon na pinu 2 s 4V na 4V, izlaz bi se također povećao za još 4V, pod uvjetom da je ulazni napon dovoljan. Zatim postavljanjem male Zener diode od 4 V (najbliža željena vrijednost je 4,3 V) između pina 2 regulatora i mase, možemo natjerati regulator 7805 5 V da generira +9 V izlazni napon kao što je prikazano na slici.

Povećanje izlaznog napona

Pa kako to radi. Zener dioda od 4,3 V zahtijeva obrnutu prednaponsku struju od oko 5 mA za održavanje izlaza s regulatorom koji troši oko 0,5 mA. Puna struja od 5,5 mA dovodi se kroz otpornik "R1" s izlaznog pina 3.

Dakle, vrijednost otpornika potrebna za regulator 7805 bila bi R = 5 V/5,5 mA = 910 ohma. Povratna dioda D1 spojena preko ulaznih i izlaznih priključaka služi za zaštitu i sprječava regulator od obrnutog prednapona kada je ulazni napon napajanja isključen, a izlazni napon napajanja ostaje uključen ili aktivan kratko vrijeme zbog velikog induktiviteta. opterećenje kao što je solenoid ili motor.

Zatim možemo koristiti 3-pinske regulatore napona i odgovarajuću zener diodu da dobijemo različite fiksne izlazne napone od našeg prethodnog napajanja u rasponu od +5V do +12V. Ali ovaj dizajn možemo poboljšati zamjenom regulatora istosmjernog napona s regulatorom izmjeničnog napona kao što je LM317T .

Izvor izmjeničnog napona

LM317T je potpuno podesivi 3-pinski pozitivni regulator napona koji može isporučiti izlazne napone od 1,5 A u rasponu od 1,25 V do nešto više od 30 V. Korištenjem omjera dva otpora, jednog fiksnog i drugog promjenjivog (ili oba fiksna), možemo postaviti izlazni napon na željenu razinu s odgovarajućim ulaznim naponom u rasponu od 3 do 40 volti.

Regulator izmjeničnog napona LM317T također ima ugrađene značajke ograničenja struje i toplinskog isključivanja, što ga čini tolerantnim na kratki spoj i idealnim za bilo koji niskonaponski ili kućni stolni izvor napajanja.

Izlazni napon LM317T određen je omjerom dva povratna otpornika R1 i R2, koji tvore mrežu razdjelnika potencijala na izlaznom terminalu kao što je prikazano u nastavku.

LM317T AC regulator napona

Napon preko povratnog otpornika R1 je konstantni referentni napon od 1,25 V, V ref, stvoren između izlaza i priključaka za podešavanje. Struja priključka za podešavanje je 100 μA konstantne struje. Budući da je referentni napon kroz otpornik R1 konstantan, konstantna struja će teći kroz drugi otpornik R2, što rezultira izlaznim naponom od:

Tada svaka struja koja teče kroz R1 također teče kroz R2 (zanemarujući vrlo malu struju na regulacijskom terminalu), pri čemu je zbroj padova napona na R1 i R2 jednak izlaznom naponu Vout. Očito, ulazni napon Vin mora biti barem 2,5 V veći od potrebnog izlaznog napona za napajanje regulatora.

Osim toga, LM317T ima vrlo dobru regulaciju opterećenja, pod uvjetom da je minimalna struja opterećenja veća od 10 mA. Dakle, da bi se održao konstantan referentni napon od 1,25 V, minimalna vrijednost povratnog otpornika R1 trebala bi biti 1,25 V/10 mA = 120 ohma, a ova vrijednost može varirati od 120 ohma do 1000 ohma s tipičnim vrijednostima R1 približno 220 ohma do 240 ohma za dobru stabilnost.

Ako znamo vrijednost potrebnog izlaznog napona, Vout, a povratni otpornik R1 je, recimo, 240 ohma, tada možemo izračunati vrijednost otpornika R2 iz gornje jednadžbe. Na primjer, naš izvorni izlazni napon od 9 V dat će vrijednost otpora za R2:

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

ili 1500 ohma (1 kohms) do najbliže željene vrijednosti.

Naravno, u praksi se otpornici R1 i R2 obično zamjenjuju potenciometrom za generiranje izvora izmjeničnog napona ili s nekoliko preklopnih unaprijed postavljenih otpornika ako je potrebno više fiksnih izlaznih napona.

Ali kako bismo smanjili matematiku potrebnu za izračunavanje vrijednosti otpornika R2, svaki put kada trebamo određeni napon, možemo koristiti standardne tablice otpora kao što je prikazano u nastavku, koje nam daju izlazni napon regulatora za različite omjere otpornika R1 i R2 uz korištenje E24 vrijednosti otpora,

Omjer otpora R1 prema R2

Promjenom otpornika R2 za potenciometar od 2 k ohma, možemo kontrolirati raspon izlaznog napona našeg stacionarnog napajanja od približno 1,25 volta do maksimalnog izlaznog napona od 10,75 (12-1,25) volta. Zatim je dolje prikazan naš konačni modificirani krug napajanja izmjeničnom strujom.

Krug napajanja izmjeničnom strujom

Naš osnovni krug regulatora napona možemo malo poboljšati spajanjem ampermetra i voltmetra na izlazne priključke. Ovi instrumenti će vizualno prikazati struju i izlazni napon regulatora izmjeničnog napona. Po želji, u dizajn se također može uključiti osigurač za brzo izgaranje kako bi se osigurala dodatna zaštita od kratkog spoja, kao što je prikazano na slici.

Nedostaci LM317T

Jedan od glavnih nedostataka korištenja LM317T kao dijela strujnog kruga izmjenične struje za regulaciju napona je da do 2,5 volta pada ili se gubi kao toplina kroz regulator. Tako, na primjer, ako zahtijevani izlazni napon mora biti +9 volti, tada ulazni napon mora biti čak 12 volti ili više da bi izlazni napon ostao stabilan pod uvjetima maksimalnog opterećenja. Ovaj pad napona na regulatoru naziva se "ispadanje". Također zbog ovog pada napona potreban je neki oblik hladnjaka koji održava regulator hladnim.

Srećom, dostupni su regulatori izmjeničnog napona s niskim padom, kao što je National Semiconductor "LM2941T" regulator izmjeničnog napona s niskim padom, koji ima niski napon prekida od samo 0,9 V pri maksimalnom opterećenju. Ovaj mali pad napona ima svoju cijenu jer ovaj uređaj može isporučiti samo 1,0 ampera s izmjeničnim izlazom od 5 do 20 volti. Međutim, ovaj uređaj možemo koristiti za proizvodnju izlaznog napona od oko 11,1 V, malo ispod ulaznog napona.

Dakle, da rezimiramo, naše napajanje za stolno računalo koje smo napravili od starog računalnog napajanja u prethodnom vodiču može se pretvoriti u izvor varijabilnog napona pomoću LM317T za regulaciju napona. Spajanjem ulaza ovog uređaja preko žute +12V izlazne žice napajanja, možemo imati fiksni napon od +5V, +12V i promjenjivi izlazni napon u rasponu od 2 do 10 volti s maksimalnom izlaznom strujom od 1,5A .

Kratak uvod

Tržište laboratorijskog napajanja nudi mnoge serije različitih proizvođača. Neki modeli privlače niskom cijenom, drugi impresivnom prednjom pločom, a treći raznim funkcijama. Stoga ispravan izbor takvog uobičajenog uređaja postaje težak zadatak. Istodobno, pažljiva usporedba karakteristika i mogućnosti modela različitih proizvođača možda neće odgovoriti na glavno pitanje: Koje laboratorijsko napajanje trebam odabrati za svoje zadatke?

U ovom članku, oslanjajući se na naše radno iskustvo, govorit ćemo o jednostavnim kriterijima za odabir optimalnog laboratorijskog napajanja, njihovim sortama, razlikama i prednostima. Nakon toga ćemo pogledati nekoliko tipičnih zadataka i ponuditi modele napajanja za svaki od njih, odabirom kojih možete raditi učinkovito i uštedjeti svoj novac, vrijeme i živce.

Vrste laboratorijskih izvora napajanja

Prvo, pogledajmo postojeće nazive. Koja je razlika između laboratorijskog napajanja i običnog napajanja? Ili koja je razlika između napajanja i izvora napajanja? Evo jednostavnih definicija:

1. Laboratorijsko napajanje naziva se uređaj koji je dizajniran za stvaranje podesivog napona ili struje kroz jedan ili više kanala. Laboratorijsko napajanje sadrži zaslon, kontrole, zaštitu od zlouporabe i korisne dodatne funkcije. Sav materijal na ovoj stranici posvećen je takvim uređajima.
2. Laboratorijsko napajanje- Ovo je isto kao i laboratorijsko napajanje.
3. Jednostavno napajanje naziva se elektronički uređaj koji je dizajniran za generiranje unaprijed određenog napona kroz jedan ili više kanala. Napajanje, u pravilu, nema zaslon ili upravljačke tipke. Tipičan primjer je napajanje računala od nekoliko stotina vata.
4. Napajanje Postoje dvije vrste: primarni izvori napajanja i sekundarni izvori napajanja. Primarni izvori energije pretvaraju neelektričnu energiju u električnu. Primjeri primarnih izvora: električna baterija, solarna baterija, vjetrogenerator i drugi. Sekundarni izvori energije pretvaraju jednu vrstu električne energije u drugu kako bi osigurali potrebne parametre napona, struje, frekvencije, valovitosti itd. Primjeri sekundarnih izvora napajanja: transformator, AC/DC pretvarač (na primjer, napajanje računala), DC/DC pretvarač, stabilizator napona itd. Inače, laboratorijsko napajanje je jedna od vrsta sekundarnog napajanja.

Sada ćemo detaljno razmotriti vrste i glavne karakteristike laboratorijskih izvora napajanja:
1. Prema principu rada: linearni ili pulsni.
2. Raspon napona i struje: fiksno ili s automatskim ograničenjem snage.
3. Broj kanala: jednokanalni ili višekanalni.
4. Izolacija kanala: s galvanski izoliranim kanalima ili s neizoliranim.
5. Snagom: standardna ili velika snaga.
6. Dostupnost zaštite: od prenapona, prekostruje, pregrijavanja i drugih.
7. Izlazni valni oblik: stalni napon i struja ili izmjenični napon i struja.
8. Mogućnosti kontrole: samo ručno upravljanje ili ručno plus softversko upravljanje.
9. Dodatne funkcije: kompenzacija pada napona u spojnim žicama, ugrađeni precizni multimetar, promjena izlaza prema popisu specificiranih vrijednosti, aktiviranje izlaza timerom, simulacija baterije sa zadanim unutarnjim otporom, ugrađeno elektroničko opterećenje i drugo.
10. Pouzdanost: kvaliteta baze elemenata, promišljen dizajn, temeljitost završne kontrole.

Pogledajmo detaljnije svaku od ovih karakteristika, budući da su sve važne za ispravan i informiran izbor laboratorijskog napajanja.

Princip rada: linearni i pulsni

Linearno napajanje(naziva se i transformatorsko napajanje) izgrađeno je na bazi velikog niskofrekventnog transformatora, koji smanjuje ulazni napon od 220 V, 50 Hz na nekoliko desetaka volti s frekvencijom od također 50 Hz. Nakon toga, smanjeni sinusoidni napon se ispravlja pomoću diodnog mosta, izglađuje skupinom kondenzatora i spušta stabilizatorom linearnog tranzistora na određenu razinu. Prednost ovog principa rada je nepostojanje visokofrekventnih sklopnih elemenata. Izlazni napon linearnog napajanja je precizan, stabilan i bez visokofrekventnih valova. Na ovoj fotografiji prikazana je unutarnja struktura linearnog laboratorijskog napajanja ITECH IT6833, koja je označena brojevima: glavni transformator (1) i kondenzatori za izravnavanje (2).

Osnovni elementi IT6833 linearnog laboratorijskog napajanja s max. snaga 216 W.

2 - skupina kondenzatora za izglađivanje.

Međutim, linearni izvor napajanja ima mnoge nedostatke. Glavni su veliki gubici energije na stabilizatoru tranzistora, koji sav višak napona koji mu se dovodi iz ispravljačkog kruga pretvara u toplinu. Na primjer, ako je izlazni napon napajanja postavljen na 5 V, a ispravljeni napon sekundarnog namota je 25 V, tada će stabilizator tranzistora raspršiti 4 puta više snage nego što će se isporučiti opterećenju. To jest, linearni izvor napajanja ima nizak koeficijent učinkovitosti (učinkovitost), obično manji od 60%. Kao rezultat niske učinkovitosti, dobivamo nisku korisnu snagu i povećanu težinu. Da bi se poboljšala situacija, u stvarnim uređajima koristi se nekoliko sekundarnih namota transformatora, ali to još uvijek ne rješava u potpunosti problem niske učinkovitosti.

Stoga komercijalno proizvedeni linearni laboratorijski izvori napajanja daju snagu opterećenja do 200 W s težinom uređaja od 5 do 10 kg. Postoje još dva problema o kojima se rijetko govori. Iako samo linearno napajanje ne stvara visokofrekventne smetnje, ono ipak može lako prodrijeti iz napajanja od 220 V kroz kapacitivni spoj primarnog i sekundarnog namota glavnog transformatora. U skupim modelima koriste se dizajnerska rješenja za borbu protiv ovog učinka, na primjer, feritni filtri, ali smetnje iz napajanja i dalje se mogu pojaviti na izlazu uređaja i ova se značajka mora zapamtiti. Ako trebate najčišći mogući istosmjerni napon, onda ima smisla koristiti dodatni visokokvalitetni prenaponski filtar ispred laboratorijskog napajanja. Drugi problem je degradacija (sušenje) grupe kondenzatora za izglađivanje, posebno u jeftinim modelima. Ako se kapacitet skupine kondenzatora za izglađivanje značajno smanji, na izlazu napajanja će se pojaviti padovi napona s frekvencijom od 100 Hz.

Impulsni blok snage temeljen na principu punjenja izglađujućih kondenzatora strujnim impulsima. Strujni impulsi nastaju spajanjem i odvajanjem induktivnog elementa, koji može biti namot transformatora ili zasebna induktivna komponenta. Prebacivanje se izvodi pomoću tranzistora posebno optimiziranih za tu svrhu. Frekvencija strujnih impulsa generiranih na ovaj način obično se kreće od desetaka kHz do stotina kHz. Podešavanje izlaznog napona najčešće se vrši promjenom dubine širinsko-impulsne modulacije (PWM).

Postoji mnogo načina za provedbu ovog načela, ali svi oni pružaju dvije glavne prednosti. Prvi je visoka učinkovitost, obično više od 80%, ponekad više od 90%. Visoka učinkovitost postiže se zahvaljujući činjenici da se dubina PWM-a može vrlo glatko mijenjati, što znači da se u kondenzatore za izglađivanje može pumpati točno onoliko energije koliko troši opterećenje napajanja. Druga prednost je mala veličina i mala težina. Visoka frekvencija na kojoj radi prekidački izvor napajanja omogućuje korištenje kondenzatora znatno manjeg kapaciteta (u usporedbi s linearnim napajanjem od 50 Hz). Preostali elementi također su puno kompaktniji i lakši, a visoka učinkovitost smanjuje toplinu koja se stvara unutar napajanja, što također smanjuje veličinu strukture.

Na ovoj fotografiji prikazana je unutarnja struktura sklopnog laboratorijskog napajanja ITECH IT6942A na kojoj su označeni sljedeći brojevi: glavni transformator (1) i pretvarač impulsa (2). Imajte na umu da je tijelo ovog uređaja potpuno iste veličine kao i linearni model na prethodnoj fotografiji, a snaga je 1,7 puta veća.

Glavni elementi sklopnog laboratorijskog napajanja IT6942A s maks. snaga 360 W.
1 - ulazni transformator, koji osigurava smanjenje napona i izolaciju od napajanja.
2 - pretvarač impulsa koji pruža visoku učinkovitost.

Glavni nedostatak prekidačkih izvora napajanja je visokofrekventno valovitost izlaznog napona. Naravno, oni su izglađeni i filtrirani, ali neka razina pulsiranja ipak ostaje. Štoviše, što je napajanje više opterećeno, to je veća amplituda valova. U dobrim, kvalitetnim prekidačkim izvorima napajanja moguće je valovitost smanjiti na razinu od 10 - 20 mV. Drugi, ne tako očit, nedostatak su radiofrekvencijske smetnje i njihovi harmonici, čiji su izvor periodični strujni impulsi generirani unutar napajanja. Takve smetnje je prilično teško pregledati. Ako radite s RF sklopovima, koristite linearni izvor napajanja ili visokokvalitetni prekidački izvor napajanja koji se nalazi dalje od radio uređaja s kojim radite.

Raspon napona i struje

Suvremeni laboratorijski izvori napajanja imaju dva tipa raspona izlaznog napona i struje: fiksni i s automatskim ograničenjem izlazne snage.

Popravljeno raspon koji se nalazi u većini jeftinih laboratorijskih izvora napajanja. Takvi izvori napajanja mogu proizvesti bilo koju kombinaciju napona i struje unutar svojih maksimalnih vrijednosti. Na primjer, jednokanalno laboratorijsko napajanje od 40 V i 15 A može podržati napon opterećenja od 40 V čak i uz potrošnju struje od 15 A. U ovom slučaju, snaga koju troši opterećenje bit će: 40 V * 15 A = 600 W. Sve je jednostavno i jasno, ali s takvim uređajem nećete moći postaviti napon veći od 40 V i struju veću od 15 A.

Automatsko ograničenje izlazne snage značajno proširuje opseg laboratorijskog napajanja u pogledu napona i struje. Na primjer, model ITECH IT6952A s istom maksimalnom snagom od 600 W može generirati napon do 60 V i struju do 25 A u bilo kojoj kombinaciji u kojoj je izlazna snaga ograničena na 600 W. To znači da možete opskrbiti opterećenje ne samo 40 V pri struji od 15 A, već i 60 V pri struji od 10 A, 24 V pri struji od 25 A i mnoge druge kombinacije. U usporedbi s laboratorijskim napajanjem fiksnog raspona od 600 W, jasno je da je laboratorijsko napajanje s automatskim ograničenjem mnogo svestranije i može zamijeniti nekoliko jednostavnijih instrumenata. Ova slika prikazuje raspon mogućih napona i struja koje pruža ITECH IT6952A.

Budući da veličina, težina i cijena laboratorijskog napajanja uglavnom ne ovise o naponu i struji, već o maksimalnoj snazi, ima smisla uvijek odabrati model s automatskim ograničenjem izlazne snage. Time ćete dobiti univerzalno rješenje za isti novac.

Broj kanala

Laboratorijska napajanja dostupna su s jednim, dva ili tri izlazna kanala. Ovdje ćemo pogledati glavne točke njihove upotrebe, ao galvanskoj izolaciji kanala raspravlja se dalje na ovoj stranici.

Većina laboratorijskih izvora napajanja ima jedan izlazni kanal, posebno za uređaje velike snage. Gotovo svi modeli snage veće od 500 W imaju jedan kanal. Stoga se često postavlja pitanje: je li moguće kombinirati nekoliko jednokanalnih uređaja? Moguće je, ali postoje neke osobitosti. Prva stvar koju treba uzeti u obzir kada serijski spajate nekoliko sklopnih izvora napajanja: frekvencije uključivanja jednakih izvora napajanja istog tipa malo će se razlikovati. To će stvoriti povećanu valovitost na izlazu. Također postoji mogućnost rezonantnih učinaka, u kojima će se razina pulsiranja povremeno naglo povećavati.

Druga točka je veza "+" i "-" dva uređaja za formiranje bipolarnog napona na tranzistorska pojačala snage, ADC i slične uređaje. Osim povećane valovitosti bit će teško osigurati istovremeno uključivanje i isključivanje dvaju napona te njihovu sinkronu prilagodbu. Treća točka je da serijski spoj nekoliko izvora visokog napona može premašiti prag proboja njihove izolacije. Rezultat: požar i druge opasne posljedice.

S obzirom na navedeno, postaje jasno da je za sklopove koji daju nekoliko napona napajanja bolje koristiti dvokanalna ili trokanalna laboratorijska napajanja, koja su posebno dizajnirana za tu svrhu. A za generiranje visokog napona bolje je koristiti posebne visokonaponske modele, na primjer model ITECH IT6726V s naponima do 1200 V ili model ITECH IT6018C-2250-20 s naponima do 2250 V.

Kao primjer, ova fotografija prikazuje tipično ITECH IT6412 dvokanalno laboratorijsko napajanje.

Tipično ITECH IT6412 dvokanalno laboratorijsko napajanje.

Izolacija kanala

Galvanska izolacija (također električna izolacija) kanala laboratorijskog napajanja osigurava potpunu neovisnost napona i struje bilo kojeg od kanala u odnosu na napon i struju ostalih kanala, kao i mreže napajanja. Unutar takvog napajanja, za svaki od kanala, osiguran je zasebni namot transformatora. U dobrim modelima, probojni napon između kanala prelazi 200 volti. U praksi to znači da kanale možete slobodno povezivati ​​jedan s drugim u nizu, kao i mijenjati “+” i “-”.

Elektronički uređaji koji sadrže digitalne i analogne dijelove obično koriste dva odvojena kruga napajanja. Ovo se radi kako bi se smanjio prodor šuma digitalne sabirnice napajanja u osjetljivi analogni dio. Stoga je pri razvoju i konfiguraciji takvih uređaja potrebno koristiti laboratorijsko napajanje s galvanski izoliranim kanalima. Najuniverzalnije rješenje su trokanalni modeli, na primjer Keithley 2230 ili ITECH IT6300B. Pomoću takvog uređaja možete napajati analogni dio kruga bipolarnom snagom (koriste se prva dva kanala) i napajati digitalni dio iz trećeg kanala.

Druga vrsta uređaja koji zahtijeva laboratorijsko napajanje s izoliranim kanalima za rad su uređaji koji sami sadrže izolirane dijelove. Izolacija dijelova takvih uređaja obično se izvodi pomoću optokaplera ili posebnih transformatora. Klasičan primjer je elektrokardiograf kod kojeg osjetljivi analogni mjerni dio povezan s pacijentom mora obavljati dvije zadaće: točno mjerenje električnih potencijala koje stvara srčani mišić (a to je razina od nekoliko milivolti) i sigurnost pacijenta sebe od strujnog udara.

Ova fotografija prikazuje dijagram povezivanja modela Keithley 2230G-30-1 s glavnim komponentama kardiografa. Prvi kanal se koristi za napajanje vrlo osjetljive mjerne jedinice koja se nalazi iza optokaplera, drugi kanal se koristi za napajanje primarne jedinice za obradu signala, a treći niskonaponski, jako strujni kanal napaja glavnu digitalnu obradu signala i sklop za prikaz . Zbog činjenice da su sva tri kanala modela Keithley 2230G-30-1 potpuno izolirana jedan od drugog, kardiograf napajan na ovaj način radi u normalnom načinu rada i utjecaj jednih jedinica na druge zbog smetnji koje prolaze kroz strujne krugove je eliminiran.

Primjer korištenja tri izolirana kanala Keithley 2230G-30-1 za napajanje tri neovisna dijela medicinske opreme.

Vlast

Na temelju korisne snage koja se dovodi opterećenju, sva laboratorijska istosmjerna napajanja mogu se podijeliti na standardna (do 700 W) i velika (700 W ili više). Ova podjela nije slučajna. Standardni i modeli velike snage značajno se razlikuju u funkcionalnosti i primjeni.

Dostupan u standardnim modelima snage maksimalni napon je obično u rasponu od 15 V do 150 V, a maksimalna struja je od 1 A do 25 A. Broj kanala: jedan, dva ili tri. Postoje i linearni i impulsni modeli. Dizajn: standardno kućište instrumenta za postavljanje na laboratorijski stol. Težina od 2 do 15 kg. Tipičan primjer: Tektronix PWS4000 serija. U osnovi, mogućnosti takvih uređaja usmjerene su na razvoj i popravak elektroničke opreme, iako je opseg njihove primjene mnogo širi.

Na drugoj strani, modeli velike snage uvijek jednokanalni i pulsni. Modeli do 3 kW dostupni su u verzijama za montažu na instrumente ili rack (tipičan primjer: serija ITECH IT6700H), a modeli snage 3 kW i više montirani su samo u industrijski rack i odlikuju se značajnom težinom i dimenzijama . Na primjer, težina modela od 18 kW iz serije ITECH IT6000C je 40 kg.

Visoka snaga postavlja povećane zahtjeve za dizajn: prisutnost "pametnih" ventilatora za hlađenje, cijeli set zaštita (od preopterećenja, pregrijavanja, promjene polariteta itd.), mogućnost paralelnog povezivanja nekoliko jedinica za povećanje izlazne snage, podrška za posebne oblike izlaznih signala (primjerice, automobilske norme DIN40839 i ISO-16750-2).

Za ovu kategoriju uređaja obvezna je podrška daljinskog softverskog upravljanja preko jednog od sučelja: Ethernet, IEEE-488.2 (GPIB), USB, RS-232, RS-485 ili CAN, budući da se često koriste kao dio automatiziranih sustava. Također, neke serije (primjerice IT6000C) mogu podesiti svoj izlazni otpor u rasponu od nula do nekoliko ohma, što je vrlo korisno pri simulaciji rada baterija i solarnih panela. Osim toga, neki modeli velike snage mogu sadržavati ugrađeno elektroničko opterećenje, što im omogućuje ne samo stvaranje struje, već i njezinu potrošnju.

Laboratorijska napajanja velike snage koriste se u automobilskoj industriji, alternativnoj energetici, galvanskoj obradi metala i mnogim drugim industrijama gdje je potrebno generirati napone do 2250 volti i struje do 2040 ampera.

Za specifikacije svih laboratorijskih izvora napajanja, poredane prema rastućoj maksimalnoj snazi, pogledajte. A na ovoj fotografiji možete vidjeti snažne izlazne terminale šest kilovatnog modela IT6533D, koji se sastoji od dva modula od po 3 kW, spojena paralelno. Ravnomjerna raspodjela izlazne snage između modula osigurana je korištenjem zasebne sabirnice za sinkronizaciju System BUS (sivi kabel lijevo).

Zaštita od zlouporabe

Prilikom odabira laboratorijskog napajanja prije svega obratite pozornost na cijenu i maksimalnu vrijednost napona i struje. Ali prisutnost visokokvalitetne zaštite također je vrlo važna, jer vam omogućuje zaštitu ne samo napajanja, već i opreme povezane s njim. U ovom odjeljku ćemo govoriti o vrstama zaštite koje su opremljene serijskim laboratorijskim napajanjem i razmotriti nekoliko povezanih točaka.

Prekostrujna zaštita(skraćeno OCP - Over Current Protection) trebao bi odmah reagirati kada izlazna struja prijeđe određenu vrijednost, što se može dogoditi, na primjer, kada su izlazni terminali napajanja kratko spojeni. Većina dobrih modela ima ovu vrstu zaštite. Ali nije važna samo prisutnost same zaštite, važna je i brzina njezina odgovora. Ovisno o implementaciji, prekostrujna zaštita može: potpuno odspojiti izlaz napajanja od opterećenja, ograničiti izlaznu struju na određenu razinu praga ili se prebaciti na način stabilizacije izlazne struje (CC - konstantna struja), održavajući trenutnu vrijednost koja je bila prije preopterećenja. Ovaj kratki video prikazuje kako se aktivira zaštita laboratorijskog napajanja male snage ITECH IT6720 kada su njegovi izlazi u kratkom spoju.

Demonstracija okidanja prekostrujne zaštite tijekom kratkog spoja.

Zaštita od prenapona(skraćeno OVP - Over Voltage Protection) aktivira se kada razina napona na izlaznim stezaljkama napajanja prijeđe određenu vrijednost. Ova situacija može nastati pri radu s opterećenjem s povećanim otporom u načinu stabilizacije struje. Ili kada vanjski napon dođe u kontakt s terminalima laboratorijskog napajanja. Druga primjena ove vrste zaštite je ograničavanje izlaznog napona napajanja na razinu koja je sigurna za spojenu opremu. Na primjer, kada napajate digitalni sklop s naponom od 5 volti, ima smisla postaviti 5,5 volti kao zaštitni prag u postavkama napajanja.

Zaštita od nadjačavanja(skraćeno OPP - Over Power Protection) dostupan je na svim modelima s automatskim ograničenjem izlazne snage. Svrha ove zaštite je ograničiti maksimalnu snagu koju laboratorijsko napajanje opskrbljuje potrošaču, tako da komponente napajanja napajanja rade normalno i ne pregrijavaju se. Ako se pri radu u režimu stabilizacije izlaznog napona (CV - Constant Voltage) prekorači potrošnja struje, uređaj će se automatski prebaciti na režim stabilizacije izlaznog napona (CC - Constant Current) i početi smanjivati ​​napon na opterećenju.

zaštita od pregrijavanja(skraćeno kao OTP - Over Temperature Protection) aktivira se kada se komponente napajanja unutar kućišta pregriju. Jednostavni modeli koriste jedan senzor temperature, koji se jednostavno zalemi u upravljačku ploču. Prati prosječnu temperaturu unutar kućišta i ne može brzo reagirati na opasno zagrijavanje energetskih elemenata. Dobri modeli koriste više senzora smještenih točno na točkama najvećeg stvaranja topline. Ova implementacija osigurava zajamčenu zaštitu uređaja, čak i kod brzog lokalnog pregrijavanja. Tipično, u dobrim modelima, zaštita od pregrijavanja radi u kombinaciji s ventilatorima za hlađenje s promjenjivom brzinom. Što se više topline stvara unutar uređaja, veća je brzina ventilatora. Ako se unutarnja temperatura ipak približi kritičnoj, oglasit će se upozorenje (zvuk i natpis na ekranu), a ako je prekorači, laboratorijsko napajanje će se automatski isključiti.

Također u laboratorijskim izvorima napajanja postoje sljedeće vrste zaštite: od preokreta polariteta (obrnuti), od podnapona (UVP - Under Voltage Protection) i od hitnog isključivanja.

Izlazni valni oblik

Glavna funkcija laboratorijskog napajanja u načinu rada regulacije napona (CV) je generiranje zadanog konstantnog napona i njegovo točno održavanje, čak i uz promjenjivu struju opterećenja. Slično, u načinu rada konstantne struje (CC), napajanje mora isporučiti određenu konstantnu struju opterećenju i održavati je točno čak i kada se otpor opterećenja mijenja.

Ali u suvremenim laboratorijskim i proizvodnim uvjetima često postoji potreba za promjenom izlaznog napona prema određenom zakonu. Stoga neki modeli dobrih laboratorijskih izvora napajanja pružaju tu mogućnost. Ovaj način se zove: " Način promjene izlaznog napona prema popisu navedenih vrijednosti". Uz njegovu pomoć možete promijeniti izlazni napon prema zadanom programu, koji se sastoji od niza koraka. Za svaki korak postavlja se razina napona i njegovo trajanje. Ovaj način rada omogućuje testiranje opreme slanjem ne- idealni signali za njega, što sličniji onima koji postoje u stvarnosti: udari i valovi u naponu napajanja, kratkotrajni nestanci napona, glatki porast i pad, itd.

Ova fotografija prikazuje jedan od valnih oblika napona, koji se lako može implementirati korištenjem načina mijenjanja izlaznog napona prema popisu navedenih vrijednosti (također nazvan List Mode). Fotografija je snimljena osciloskopom spojenim na priključke IT6500 napajanja.

Napon na izlazu laboratorijskog izvora napajanja mijenja se prema složenom zakonu.
Primjer rada načina za promjenu izlaznog napona prema popisu navedenih vrijednosti (List Mode).

Ali ne mogu se svi problemi riješiti uporabom laboratorijskog istosmjernog napajanja, čak i ako ima način popisa. Postoje zadaci u kojima je potrebno generirati čisto sinusoidalni napon, s razinom od nekoliko stotina volti, ili sinusoidnu struju s razinom od nekoliko desetaka ampera. Za takve zadatke proizvode se specijalizirani izvori izmjeničnog napona i struje, poput jednofazne serije ITECH IT7300 ili trofazne serije ITECH IT7600.

Uz pomoć ovakvih uređaja mogu se implementirati mnoga zanimljiva rješenja, uglavnom u području ispitivanja stabilnosti opreme pri različitim odstupanjima u mreži napajanja od 220 V. Ovaj kratki video na primjeru modela IT7322 prikazuje formiranje izmjeničnog napona čija se amplituda i frekvencija mijenja prema zadanom programu. Oblik izlaznog signala promatra se pomoću osciloskopa.

Formiranje izmjeničnog napona s promjenjivom amplitudom i frekvencijom.

Mogućnosti upravljanja: ručno i softver

Samo je ručno upravljanje tipično za proračunske serije koje su vrlo kritične po cijeni, na primjer, ekonomične serije ITECH IT6700 i Tektronix PWS2000. Ali većina dobrih laboratorijskih izvora napajanja srednje do visoke cijene podržava i ručnu i softversku kontrolu.

Obično, programsko upravljanje koristi se u dva slučaja. Prvi je korištenje gotovog računalnog programa koji dolazi uz uređaj. Sve postavke i parametri uređaja jasno su vidljivi na velikom zaslonu računala, što je vrlo zgodno. Osim toga, napajanje se može instalirati u proizvodnom pogonu i kontrolirati daljinski s vašeg radnog mjesta. Ovo može biti korisno ako je proizvodni prostor bučan, hladan ili vrlo topao, sadrži opasne uvjete za ljude itd. Po potrebi je čak moguće upravljati uređajem putem optičkog vlakna, čime se eliminiraju bilo kakve električne veze s operaterom.

Ova slika prikazuje snimku zaslona glavnog prozora programa IT9000, koji kontrolira rad laboratorijskog izmjeničnog napona i strujnog napajanja serije IT7300. Sve kontrole se nalaze na jednom ekranu, kao i detaljan prikaz trenutnog stanja uređaja.

Glavni prozor programa za daljinsko upravljanje serije IT7300.
Kliknite na fotografiju za povećanje slike.

Drugi slučaj kada se koristi programsko upravljanje je uključivanje laboratorijskih izvora napajanja u automatizirane mjerne sustave. Ranije se u tu svrhu najčešće koristilo IEEE-488.2 sučelje (također se naziva GPIB, au GOST-u se zvalo KOP - General Use Channel). Ali posljednjih godina, Ethernet (LAN) i USB sučelja aktivno dobivaju popularnost u industrijskim sustavima automatizacije, a zastarjela RS-232 i RS-485 sučelja koriste se sve manje i manje. Da biste upravljali uređajem, morat ćete izraditi vlastite programe. Upravljačke naredbe detaljno su opisane u priručnicima za programiranje za svaku seriju. Za primjer priručnika za programiranje za ITECH IT6500 seriju laboratorijskih napajanja, pogledajte. Ova fotografija prikazuje stražnju ploču modernog napajanja ITECH IT6412, koji je standardno opremljen s tri popularna sučelja: IEEE-488.2, Ethernet (LAN) i USB.

Tri uobičajena sučelja za softversku kontrolu uređaja:
IEEE-488.2, LAN (Ethernet) i USB.

Tipične primjene i popularni modeli laboratorijskih izvora napajanja

Sada kada smo se pozabavili osnovnim kriterijima za odabir laboratorijskih napajanja, pogledajmo tipične primjene ovih uređaja i modele uređaja prikladne za te zadatke.

Univerzalno laboratorijsko napajanje za širok raspon zadataka

Za većinu tipičnih zadataka koji se javljaju tijekom razvoja ili popravka elektroničke opreme, serija ITECH IT6900A (do 150 V, do 25 A, do 600 W), koja je stvorena kao glavno laboratorijsko napajanje koje može riješiti 90% od svih pitanja, izvrstan je:

Ako trebate univerzalno napajanje, ali za minimalan novac, odaberite ekonomičnu seriju ITECH IT6700. Ima dva modela: 100 W i 180 W. Ne postoji softverska kontrola, ali postoji automatsko ograničenje izlazne snage, što se ne nalazi često u ovom cjenovnom rangu:

Mnogi već znaju da imam slabost prema svim vrstama napajanja, ali evo recenzije dva u jednom. Ovaj put bit će osvrt na radio konstruktor koji vam omogućuje sastavljanje osnove za laboratorijsko napajanje i varijantu njegove stvarne izvedbe.
Upozoravam vas, bit će puno fotografija i teksta, pa se opskrbite kavom :)

Prvo ću malo objasniti što je to i zašto.
Gotovo svi radio amateri u svom radu koriste takvu stvar kao što je laboratorijsko napajanje. Bilo da je složen sa softverskom kontrolom ili potpuno jednostavan na LM317, i dalje radi gotovo istu stvar, napaja različita opterećenja dok radi s njima.
Laboratorijska napajanja dijele se u tri glavne vrste.
Sa stabilizacijom pulsa.
S linearnom stabilizacijom
Hibrid.

Prvi uključuju sklopno kontrolirano napajanje ili jednostavno sklopno napajanje s PWM pretvaračem. Već sam pregledao nekoliko opcija za ove izvore napajanja. , .
Prednosti - velika snaga s malim dimenzijama, izvrsna učinkovitost.
Nedostaci - RF valovitost, prisutnost kapacitivnih kondenzatora na izlazu

Potonji nemaju nikakve PWM pretvarače na brodu; sva se regulacija provodi na linearan način, gdje se višak energije jednostavno raspršuje na upravljačkom elementu.
Prednosti - Gotovo potpuni izostanak valovitosti, nema potrebe za izlaznim kondenzatorima (gotovo).
Nedostaci - učinkovitost, težina, veličina.

Treći je kombinacija prvog tipa s drugim, tada se linearni stabilizator napaja pomoćnim PWM pretvaračem (napon na izlazu PWM pretvarača uvijek se održava na razini malo višoj od izlaza, ostatak reguliran je tranzistorom koji radi u linearnom načinu rada.
Ili se radi o linearnom napajanju, ali transformator ima nekoliko namota koji se po potrebi prebacuju, čime se smanjuju gubici na upravljačkom elementu.
Ova shema ima samo jedan nedostatak, složenost, koja je veća nego kod prve dvije opcije.

Danas ćemo govoriti o drugoj vrsti napajanja, s regulacijskim elementom koji radi u linearnom načinu rada. Ali pogledajmo ovo napajanje na primjeru dizajnera, čini mi se da bi ovo trebalo biti još zanimljivije. Uostalom, po mom mišljenju, ovo je dobar početak za početnika radio amatera da sastavi jedan od glavnih uređaja.
Pa, ili kako kažu, pravo napajanje mora biti teško :)

Ova je recenzija više namijenjena početnicima; malo je vjerojatno da će iskusni drugovi u njoj pronaći nešto korisno.

Za pregled sam naručio konstrukcijski komplet koji vam omogućuje sastavljanje glavnog dijela laboratorijskog napajanja.
Glavne karakteristike su sljedeće (od onih koje je trgovina deklarirala):
Ulazni napon - 24 volta AC
Izlazni napon podesiv - 0-30 V DC.
Izlazna struja podesiva - 2mA - 3A
Valovitost izlaznog napona - 0,01%
Dimenzije tiskane ploče su 80x80mm.

Malo o ambalaži.
Dizajnerica je stigla u običnoj plastičnoj vrećici, umotanoj u mekani materijal.
Unutra, u antistatičkoj torbi s patentnim zatvaračem, bile su sve potrebne komponente, uključujući tiskanu ploču.

Unutra je sve bilo u neredu, ali ništa nije bilo oštećeno; tiskana pločica je djelomično štitila radio komponente.

Neću nabrajati što sve dolazi u kompletu, lakše je to napraviti kasnije tijekom recenzije, samo ću reći da mi je svega bilo dosta, pa i nešto viška.

Malo o tiskanoj pločici.
Kvaliteta je izvrsna, strujni krug nije uključen u komplet, ali su sve oznake označene na ploči.
Ploča je dvostrana, presvučena zaštitnom maskom.

Premaz ploče, kalajisanje i kvaliteta samog PCB-a su izvrsni.
Samo sam na jednom mjestu uspio otkinuti zakrpu s brtve i to nakon što sam pokušao zalemiti neoriginalni dio (zašto, saznat ćemo kasnije).
Po mom mišljenju, ovo je najbolja stvar za početnika radio amatera, teško će ga pokvariti.

Prije instalacije nacrtao sam dijagram ovog napajanja.

Shema je prilično promišljena, iako ne bez nedostataka, ali ću vam reći o njima u procesu.
Na dijagramu je vidljivo nekoliko glavnih čvorova; razdvojio sam ih bojom.
Zeleno - jedinica za regulaciju i stabilizaciju napona
Crveno - jedinica za regulaciju i stabilizaciju struje
Ljubičasta - jedinica koja označava prelazak na trenutni način stabilizacije
Plavo - izvor referentnog napona.
Odvojeno postoje:
1. Ulazni diodni most i filterski kondenzator
2. Jedinica za upravljanje snagom na tranzistorima VT1 i VT2.
3. Zaštita na tranzistoru VT3, isključivanje izlaza dok napajanje operativnih pojačala ne bude normalno
4. Stabilizator snage ventilatora, izgrađen na 7824 čipu.
5. R16, R19, C6, C7, VD3, VD4, VD5, jedinica za formiranje negativnog pola napajanja operacijskih pojačala. Zbog prisutnosti ove jedinice, napajanje neće raditi samo na istosmjernu struju; potreban je ulaz izmjenične struje iz transformatora.
6. C9 izlazni kondenzator, VD9, izlazna zaštitna dioda.

Prvo ću opisati prednosti i nedostatke rješenja sklopa.
Prednosti -
Lijepo je imati stabilizator za napajanje ventilatora, ali ventilator treba 24 volta.
Vrlo sam zadovoljan prisutnošću izvora napajanja negativnog polariteta; to uvelike poboljšava rad napajanja pri strujama i naponima blizu nule.
Zbog prisutnosti izvora negativnog polariteta, zaštita je uvedena u krug; sve dok nema napona, izlaz napajanja će biti isključen.
Napajanje sadrži izvor referentnog napona od 5,1 V, što je omogućilo ne samo ispravnu regulaciju izlaznog napona i struje (kod ovog kruga, napon i struja se reguliraju od nule do maksimuma linearno, bez "grba" i "padova" pri ekstremnim vrijednostima), ali također omogućuje upravljanje vanjskim napajanjem, jednostavno mijenjam upravljački napon.
Izlazni kondenzator ima vrlo mali kapacitet, što vam omogućuje sigurno testiranje LED dioda; neće biti strujnog udara sve dok se izlazni kondenzator ne isprazni i PSU ne uđe u način rada stabilizacije struje.
Izlazna dioda je neophodna za zaštitu napajanja od dovoda napona obrnutog polariteta na njegov izlaz. Istina, dioda je preslaba, bolje ju je zamijeniti drugom.

minusi.
Shunt za mjerenje struje ima previsok otpor, zbog toga, kada radi sa strujom opterećenja od 3 A, na njemu se stvara oko 4,5 W topline. Otpornik je dizajniran za 5 vata, ali zagrijavanje je vrlo visoko.
Ulazni diodni most sastoji se od 3 amperske diode. Dobro je imati diode od najmanje 5 ampera, jer je struja kroz diode u takvom krugu jednaka 1,4 izlaza, pa u radu struja kroz njih može biti 4,2 ampera, a same diode su predviđene za 3 ampera. . Jedino što olakšava situaciju je da parovi dioda u mostu rade naizmjenično, ali to još uvijek nije sasvim točno.
Veliki minus je što su kineski inženjeri pri odabiru operacijskih pojačala odabrali operacijsko pojačalo s maksimalnim naponom od 36 volti, ali nisu mislili da sklop ima negativan izvor napona i da je ulazni napon u ovoj verziji ograničen na 31 volti. Volti (36-5 = 31 ). Uz ulaz od 24 volta AC, DC će biti oko 32-33 volta.
Oni. Operacijska pojačala će raditi u ekstremnom načinu rada (36 je maksimum, standardno 30).

Kasnije ću više govoriti o prednostima i nedostacima, kao io modernizaciji, ali sada ću prijeći na samu montažu.

Prvo, postavimo sve što je uključeno u komplet. To će olakšati montažu, a jednostavno će se jasnije vidjeti što je već ugrađeno, a što ostaje.

Preporučujem da montažu započnete s najnižim elementima, jer ako prvo instalirate visoke, kasnije će biti nezgodno instalirati niske.
Također je bolje započeti s ugradnjom onih komponenti koje su više iste.
Počet ću s otpornicima, a to će biti otpornici od 10 kOhma.
Otpornici su visoke kvalitete i imaju točnost od 1%.
Nekoliko riječi o otpornicima. Otpornici su označeni bojama. Mnogima bi ovo moglo biti nezgodno. Zapravo, ovo je bolje od alfanumeričkih oznaka, budući da su oznake vidljive u bilo kojem položaju otpornika.
Nemojte se bojati kodiranja boja; u početnoj fazi možete ga koristiti, a s vremenom ćete ga moći identificirati i bez njega.
Da biste razumjeli i prikladno radili s takvim komponentama, samo trebate zapamtiti dvije stvari koje će biti korisne početniku radio amateru u životu.
1. Deset osnovnih boja za označavanje
2. Vrijednosti serije, nisu baš korisne pri radu s preciznim otpornicima serije E48 i E96, ali takvi otpornici su puno rjeđi.
Svaki radio amater s iskustvom navest će ih jednostavno iz sjećanja.
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.
Svi ostali apoeni se množe sa 10, 100 itd. Na primjer 22k, 360k, 39Ohm.
Što ove informacije pružaju?
I daje da ako je otpornik serije E24, onda, na primjer, kombinacija boja -
Plavo + zeleno + žuto u njemu je nemoguće.
Plava - 6
Zeleno - 5
Žuta - x10000
oni. Prema izračunima, to je 650k, ali nema te vrijednosti u seriji E24, ima ili 620 ili 680, što znači ili je boja krivo prepoznata, ili je boja promijenjena, ili otpornik nije u serije E24, ali potonji je rijedak.

Dobro, dosta teorije, idemo dalje.
Prije ugradnje oblikujem vodove otpornika, obično pincetom, ali neki ljudi za to koriste mali kućni uređaj.
Ne žurimo bacati rezove polova, ponekad mogu biti korisni skakačima.

Nakon što sam utvrdio glavnu količinu, došao sam do pojedinačnih otpornika.
Ovdje može biti teže; češće ćete morati imati posla s denominacijama.

Komponente ne lemim odmah, nego ih jednostavno zagrizem i savijem izvode, a prvo ih zagrizem pa savijem.
To se radi vrlo jednostavno, ploča se drži u lijevoj ruci (ako ste dešnjak), a istovremeno se pritisne komponenta koja se ugrađuje.
U desnoj ruci imamo bočne rezače, odgrizemo olova (ponekad i nekoliko komponenti odjednom), i odmah savijamo olova bočnim rubom bočnih rezača.
Sve se to radi vrlo brzo, nakon nekog vremena već je automatski.

Sada smo došli do posljednjeg malog otpornika, vrijednost potrebnog i onog što je ostalo je ista, što nije loše :)

Nakon postavljanja otpornika, prelazimo na diode i zener diode.
Ovdje su četiri male diode, to su popularne 4148, dvije zener diode od po 5,1 volti, tako da je vrlo teško zabuniti se.
Također ga koristimo za donošenje zaključaka.

Na ploči je katoda označena trakom, baš kao i na diodama i zener diodama.

Iako ploča ima zaštitnu masku, ipak preporučujem savijanje izvoda kako ne bi pali na susjedne staze, na fotografiji je diodni izvod savijen od staze.

Zener diode na ploči također su označene kao 5V1.

U krugu nema mnogo keramičkih kondenzatora, ali njihove oznake mogu zbuniti početnika radio amatera. Usput, također se pokorava seriji E24.
Prve dvije znamenke su nominalna vrijednost u pikofaradima.
Treća znamenka je broj nula koje se moraju dodati apoenu
Oni. na primjer 331 = 330pF
101 - 100 pF
104 - 100000pF ili 100nF ili 0,1uF
224 - 220000pF ili 220nF ili 0,22uF

Ugrađen je glavni broj pasivnih elemenata.

Nakon toga prelazimo na ugradnju operacijskih pojačala.
Vjerojatno bih preporučio kupnju utičnica za njih, ali ja sam ih zalemio takve kakve jesu.
Na pločici, kao i na samom čipu, označen je prvi pin.
Preostali zaključci se broje suprotno od kazaljke na satu.
Na fotografiji je prikazano mjesto za operacijsko pojačalo i kako ga treba ugraditi.

Za mikro krugove ne savijam sve pinove, već samo par, obično su to vanjski pinovi dijagonalno.
Pa, bolje ih je zagristi tako da strše oko 1 mm iznad daske.

To je to, sada možete prijeći na lemljenje.
Koristim sasvim običan lemilo s kontrolom temperature, ali sasvim mi je dovoljan i obični lemilo snage oko 25-30 vata.
Lemiti fluksom promjera 1 mm. Posebno ne navodim marku lema, jer lem na zavojnici nije originalan (originalne zavojnice teže 1Kg), a malo će kome biti poznato njegovo ime.

Kao što sam gore napisao, ploča je kvalitetna, lemi se vrlo lako, nisam koristio nikakve topilice, dovoljno je samo ono što je u lemu, samo se trebate sjetiti ponekad otresti višak fluksa s vrha.

Ovdje sam napravio fotografiju s primjerom dobrog i ne tako dobrog lemljenja.
Dobar lem trebao bi izgledati kao mala kapljica koja obavija terminal.
Ali postoji nekoliko mjesta na fotografiji gdje očito nema dovoljno lema. To će se dogoditi na dvostranoj ploči s metalizacijom (gdje lem također teče u rupu), ali to se ne može učiniti na jednostranoj ploči; s vremenom takvo lemljenje može "otpasti".

Terminali tranzistora također moraju biti prethodno oblikovani; to mora biti učinjeno na način da se terminal ne deformira u blizini baze kućišta (stariji će se sjetiti legendarnog KT315, čiji su se terminali voljeli lomiti).
Moćne komponente oblikujem malo drugačije. Kalupljenje se radi tako da komponenta stoji iznad ploče, u tom slučaju manje topline prelazi na ploču i neće je uništiti.

Ovako izgledaju oblikovani moćni otpornici na ploči.
Sve komponente lemljene su samo odozdo, lem koji vidite na vrhu ploče probio se kroz rupu zbog kapilarnog efekta. Preporučljivo je lemiti tako da lem prodire malo do vrha, time se povećava pouzdanost lemljenja, a kod teških komponenti njihova bolja stabilnost.

Ako sam prije toga pincetom oblikovao terminale komponenti, tada će vam za diode već trebati mala kliješta s uskim čeljustima.
Zaključci se formiraju približno na isti način kao i za otpornike.

Ali postoje razlike tijekom instalacije.
Ako za komponente s tankim vodovima prvo dođe do ugradnje, a zatim do ugriza, onda je za diode suprotno. Takvo olovo jednostavno nećete saviti nakon što ga pregrizete, pa prvo savijemo olovu, a zatim odgrizemo višak.

Jedinica za napajanje je sastavljena pomoću dva tranzistora spojena prema Darlingtonovom krugu.
Jedan od tranzistora je instaliran na malom radijatoru, po mogućnosti kroz toplinsku pastu.
Komplet uključuje četiri M3 vijka, jedan ide ovdje.

Par fotografija skoro zalemljene ploče. Neću opisivati ​​montažu stezaljki i ostalih komponenti, intuitivna je i vidljiva sa fotografije.
Usput, što se tiče terminalnih blokova, ploča ima terminalne blokove za povezivanje ulaza, izlaza i snage ventilatora.

Dasku još nisam oprala, iako to često radim u ovoj fazi.
To je zbog činjenice da će još uvijek biti mali dio za finalizirati.

Nakon faze glavne montaže ostaju nam sljedeće komponente.
Moćan tranzistor
Dva promjenjiva otpornika
Dva konektora za ugradnju ploče
Dva konektora sa žicama, inače su žice vrlo mekane, ali malog presjeka.
Tri vijka.

U početku je proizvođač namjeravao postaviti promjenjive otpornike na samu ploču, ali oni su postavljeni tako nezgodno da ih se nisam ni potrudio lemiti i pokazao sam ih samo kao primjer.
Vrlo su blizu i bit će izuzetno nezgodno prilagoditi se, iako je moguće.

Ali hvala vam što niste zaboravili uključiti žice s konektorima, mnogo je praktičnije.
U ovom obliku, otpornici se mogu postaviti na prednju ploču uređaja, a ploča se može postaviti na prikladno mjesto.
Istovremeno sam zalemio snažan tranzistor. Ovo je obični bipolarni tranzistor, ali ima maksimalnu disipaciju snage do 100 W (naravno, kada je instaliran na radijatoru).
Ostala su tri vijka, ne razumijem ni gdje ih koristiti, ako su u kutovima ploče, potrebna su četiri, ako pričvršćujete moćni tranzistor, onda su kratki, općenito je misterij.

Ploča se može napajati iz bilo kojeg transformatora s izlaznim naponom do 22 volta (u specifikacijama stoji 24, ali gore sam objasnio zašto se takav napon ne može koristiti).
Odlučio sam koristiti transformator koji je dugo ležao okolo za Romantic pojačalo. Zašto, a ne od, i zato što još nigdje nije stajao :)
Ovaj transformator ima dva namota izlazne snage od 21 volta, dva pomoćna namota od 16 volti i zaštitni namot.
Napon je naznačen za ulaz 220, ali budući da sada već imamo standard od 230, izlazni naponi će biti nešto viši.
Računska snaga transformatora je oko 100 vata.
Usporedio sam namote izlazne snage kako bih dobio više struje. Naravno, bilo je moguće koristiti ispravljački krug s dvije diode, ali ne bi bolje funkcionirao, pa sam ga ostavio kako jest.

Za one koji ne znaju kako odrediti snagu transformatora, napravio sam kratki video.

Prva probna vožnja. Ugradio sam mali hladnjak na tranzistor, ali čak iu ovom obliku bilo je dosta grijanja, jer je napajanje linearno.
Podešavanje struje i napona odvija se bez problema, sve je odmah radilo, tako da već mogu u potpunosti preporučiti ovaj dizajner.
Prva fotografija je stabilizacija napona, druga je struja.

Prvo sam provjerio što transformator daje nakon ispravljanja, jer to određuje maksimalni izlazni napon.
Imam oko 25 volti, ne puno. Kapacitet filterskog kondenzatora je 3300 μF, savjetovao bih da ga povećate, ali čak iu ovom obliku uređaj je prilično funkcionalan.

Budući da je za daljnje ispitivanje bilo potrebno koristiti normalni radijator, prešao sam na sastavljanje cijele buduće strukture, budući da je ugradnja radijatora ovisila o predviđenom dizajnu.
Odlučio sam upotrijebiti radijator Igloo7200 koji sam ležao uokolo. Prema proizvođaču, takav radijator može raspršiti do 90 vata topline.

Uređaj će koristiti Z2A kućište temeljeno na ideji poljske proizvodnje, cijena će biti oko 3 dolara.

U početku sam se želio odmaknuti od kutije od koje su moji čitatelji umorni, au kojoj skupljam razne elektroničke stvari.
Da bih to učinio, odabrao sam nešto manju kutiju i kupio ventilator s mrežicom za nju, ali nisam mogao stati sve punjenje u nju, pa sam kupio drugu kutiju i, u skladu s tim, drugi ventilator.
U oba slučaja sam kupio Sunon ventilatore, jako mi se sviđaju proizvodi ove firme, iu oba slučaja sam kupio ventilatore od 24 Volta.

Ovako sam planirao postaviti radijator, ploču i trafo. Čak ostane i malo mjesta da se nadjev proširi.
Nije bilo načina da se ventilator ubaci unutra, pa je odlučeno da se postavi vani.

Označavamo rupe za pričvršćivanje, režemo navoje i privijamo ih za pričvršćivanje.

Budući da odabrano kućište ima unutarnju visinu od 80 mm, a i ploča je te veličine, radijator sam učvrstio tako da je ploča simetrična u odnosu na radijator.

Izvode snažnog tranzistora također je potrebno malo oblikovati kako se ne bi deformirali kada se tranzistor pritisne na radijator.

Mala digresija.
Iz nekog razloga, proizvođač je smislio mjesto za ugradnju prilično malog radijatora, zbog toga, kada instalirate normalan, ispada da stabilizator snage ventilatora i konektor za njegovo povezivanje smetaju.
Morao sam ih odlemiti, a mjesto gdje su bile zalijepiti selotejpom da ne bi bilo spoja na radijator, jer je na njemu napon.

Odrezala sam višak trake sa stražnje strane, inače bi ispalo skroz šlampavo, napravit ćemo to po Feng Shuiju :)

Ovako izgleda tiskana pločica s konačno postavljenim hladnjakom, tranzistor je ugrađen pomoću termalne paste, a bolje je koristiti dobru termalnu pastu, jer tranzistor rasipa snagu usporedivu s moćnim procesorom, tj. oko 90 vata.
Istovremeno sam odmah napravio rupu za ugradnju ploče regulatora brzine ventilatora, koju je na kraju ipak trebalo ponovno izbušiti :)

Da bih postavio nulu, odvrnuo sam oba gumba u krajnji lijevi položaj, isključio opterećenje i postavio izlaz na nulu. Sada će se izlazni napon regulirati od nule.

Slijede neki testovi.
Provjerio sam točnost održavanja izlaznog napona.
Prazan hod, napon 10,00 volti
1. Struja opterećenja 1 amper, napon 10,00 volti
2. Struja opterećenja 2 A, napon 9,99 V
3. Struja opterećenja 3 ampera, napon 9,98 volti.
4. Struja opterećenja 3,97 ampera, napon 9,97 volti.
Karakteristike su prilično dobre, po želji se mogu još malo poboljšati promjenom priključne točke otpornika povratne sprege napona, ali što se mene tiče, dovoljno je kako jest.

Također sam provjerio razinu valovitosti, test se odvijao pri struji od 3 A i izlaznom naponu od 10 Volti

Razina valovitosti bila je oko 15 mV, što je vrlo dobro, ali mislio sam da zapravo valovitost prikazana na snimci zaslona vjerojatnije dolazi od elektroničkog opterećenja nego od samog napajanja.

Nakon toga sam krenuo sa sklapanjem samog uređaja u cjelinu.
Počeo sam s ugradnjom radijatora s pločom za napajanje.
Da bih to učinio, označio sam mjesto ugradnje ventilatora i priključka za napajanje.
Rupa nije bila sasvim okrugla, s malim "rezovima" na vrhu i dnu, potrebni su za povećanje čvrstoće stražnje ploče nakon rezanja rupe.
Najveća poteškoća obično su rupe složenog oblika, na primjer, za priključak za napajanje.

Velika rupa je izrezana iz velike hrpe malih :)
Svrdlo + svrdlo od 1 mm ponekad čine čuda.
Bušimo rupe, puno rupa. Može se činiti dugim i zamornim. Ne, naprotiv, vrlo je brz, potpuno bušenje panela traje oko 3 minute.

Nakon toga obično postavim svrdlo malo veće, npr. 1,2-1,3 mm, i prođem kao rezač, dobijem ovakav rez:

Nakon toga uzmemo mali nož u ruke i očistimo nastale rupe, istovremeno malo podrežemo plastiku ako je rupa malo manja. Plastika je prilično mekana pa je s njom ugodno raditi.

Posljednja faza pripreme je bušenje rupa za pričvršćivanje, možemo reći da je glavni rad na stražnjoj ploči završen.

Instaliramo radijator s pločom i ventilatorom, isprobavamo dobiveni rezultat i, ako je potrebno, "dovršimo ga turpijom".

Gotovo na samom početku spomenuo sam reviziju.
Malo ću poraditi na tome.
Za početak sam odlučio zamijeniti originalne diode u ulaznom diodnom mostu Schottky diodama; za to sam kupio četiri komada 31DQ06. i onda sam ponovio grešku programera ploča, po inerciji sam kupovao diode za istu struju, ali je trebalo za veću. Ali ipak će zagrijavanje dioda biti manje, jer je pad na Schottky diodama manji nego na konvencionalnim.
Drugo, odlučio sam zamijeniti šant. Nisam bio zadovoljan ne samo činjenicom da se grije kao pegla, nego i činjenicom da padne oko 1,5 volti, što se može iskoristiti (u smislu opterećenja). Da bih to učinio, uzeo sam dva domaća otpornika od 0,27 Ohma 1% (ovo će također poboljšati stabilnost). Zašto programeri to nisu učinili nije jasno; cijena rješenja je apsolutno ista kao u verziji s izvornim otpornikom od 0,47 Ohma.
Pa, radije kao dodatak, odlučio sam zamijeniti originalni filter kondenzator od 3300 µF s kvalitetnijim i kapacitetnijim Capxon 10000 µF...

Ovako izgleda dobiveni dizajn sa zamijenjenim komponentama i instaliranom termokontrolnom pločom ventilatora.
Ispalo je mala kolektivna farma, a osim toga, slučajno sam otkinuo jedno mjesto na ploči prilikom instaliranja snažnih otpornika. Općenito, bilo je moguće sigurno koristiti manje snažne otpornike, na primjer jedan otpornik od 2 W, samo ga nisam imao na zalihama.

Na dno je također dodano nekoliko komponenti.
Otpornik od 3,9k, paralelan s krajnjim kontaktima konektora za spajanje otpornika za kontrolu struje. Potrebno je smanjiti regulacijski napon jer je napon na shuntu sada drugačiji.
Par kondenzatora od 0,22 µF, jedan paralelno s izlazom iz trenutnog kontrolnog otpornika, kako bi se smanjile smetnje, drugi je jednostavno na izlazu napajanja, nije posebno potreban, samo sam slučajno izvadio par odjednom i odlučio koristiti oboje.

Priključuje se cijeli energetski dio, a na transformator se ugrađuje ploča s diodnim mostom i kondenzatorom za napajanje indikatora napona.
Općenito, ova ploča nije obavezna u trenutnoj verziji, ali nisam mogao podići ruku da napajam indikator od ograničavajućih 30 volti za nju i odlučio sam upotrijebiti dodatni namot od 16 volti.

Za organizaciju prednje ploče korištene su sljedeće komponente:
Priključne stezaljke opterećenja
Par metalnih ručki
Prekidač za napajanje
Crveni filter, deklarisan kao filter za KM35 kućišta
Za označavanje struje i napona odlučio sam upotrijebiti ploču koja mi je ostala nakon pisanja jedne od recenzija. Ali nisam bio zadovoljan malim indikatorima pa su kupljeni veći s visinom znamenke 14 mm i za njih je napravljena tiskana pločica.

Općenito, ovo je rješenje privremeno, ali htio sam to učiniti pažljivo čak i privremeno.

Nekoliko faza pripreme prednje ploče.
1. Nacrtajte izgled prednje ploče u punoj veličini (ja koristim uobičajeni Sprint Layout). Prednost korištenja identičnih kućišta je u tome što je priprema nove ploče vrlo jednostavna, budući da su potrebne dimenzije već poznate.
Ispis pričvrstimo na prednju ploču i izbušimo rupe za označavanje promjera 1 mm u kutovima kvadratnih/pravokutnih rupa. Upotrijebite istu bušilicu za bušenje središta preostalih rupa.
2. Koristeći rezultirajuće rupe, označavamo mjesta rezanja. Alat mijenjamo u rezač tankog diska.
3. Režemo ravne linije, sprijeda jasno u veličini, straga malo veće, kako bi kroj bio što potpuniji.
4. Izlomite izrezane komade plastike. Obično ih ne bacam jer još uvijek mogu biti od koristi.

Na isti način kao što pripremamo stražnju ploču, nožem obrađujemo rezultirajuće rupe.
Preporučujem bušenje rupa velikog promjera, ne "grize" plastiku.

Isprobamo ono što smo dobili i, ako je potrebno, modificiramo pomoću igle turpije.
Morao sam malo proširiti rupu za prekidač.

Kao što sam gore napisao, za zaslon sam odlučio koristiti ploču koja je ostala iz jedne od prethodnih recenzija. Općenito, ovo je vrlo loše rješenje, ali za privremenu opciju više je nego prikladno, kasnije ću objasniti zašto.
Odlemimo indikatore i konektore s ploče, pozovemo stare indikatore i nove.
Napisao sam pinout oba indikatora da se ne zbunim.
U izvornoj verziji korišteni su četveroznamenkasti indikatori, ja sam koristio troznamenkaste. budući da više nije stajao u moj prozor. Ali budući da je četvrta znamenka potrebna samo za prikaz slova A ili U, njihov gubitak nije kritičan.
Postavio sam LED lampicu koja pokazuje način ograničenja struje između indikatora.

Pripremam sve što je potrebno, lemim otpornik od 50 mOhm sa stare ploče, koji će se koristiti kao i prije, kao strujni mjerni šant.
Ovo je problem s ovim šantom. Činjenica je da ću u ovoj opciji imati pad napona na izlazu od 50 mV za svaki 1 amper struje opterećenja.
Postoje dva načina da se riješite ovog problema: koristite dva odvojena mjerača, za struju i napon, dok voltmetar napajate iz zasebnog izvora napajanja.
Drugi način je ugradnja šanta u pozitivni pol napajanja. Obje opcije mi nisu odgovarale kao privremeno rješenje, pa sam odlučio stati na grlo svom perfekcionizmu i napraviti pojednostavljenu verziju, ali daleko od najbolje.

Za dizajn sam koristio stupove za montažu koji su ostali od ploče DC-DC pretvarača.
S njima sam dobio vrlo prikladan dizajn: ploča s indikatorom pričvršćena je na ploču amper-voltmetra, koja je pak pričvršćena na ploču priključka za napajanje.
Ispalo je i bolje nego što sam očekivala :)
Također sam postavio shunt za mjerenje struje na priključnu ploču napajanja.

Rezultirajući dizajn prednje ploče.

A onda sam se sjetio da sam zaboravio ugraditi jaču zaštitnu diodu. Kasnije sam ga morao lemiti. Koristio sam diodu preostalu od zamjene dioda u ulaznom mostu ploče.
Naravno, bilo bi lijepo dodati osigurač, ali toga više nema u ovoj verziji.

Ali odlučio sam instalirati bolje otpornike za kontrolu struje i napona od onih koje je predložio proizvođač.
Originalni su dosta kvalitetni i rade glatko, ali ovo su obični otpornici i po meni bi laboratorijsko napajanje trebalo točnije podešavati izlazni napon i struju.
Još kad sam razmišljao o narudžbi pločice za napajanje, vidio sam ih u dućanu i naručio na recenziju, pogotovo jer su imale istu ocjenu.

Općenito, obično koristim druge otpornike za takve svrhe; oni kombiniraju dva otpornika u sebi za grubo i glatko podešavanje, ali u zadnje vrijeme ih ne mogu naći u prodaji.
Zna li netko njihove uvezene analoge?

Otpornici su prilično kvalitetni, kut rotacije je 3600 stupnjeva, ili jednostavnije rečeno - 10 punih zavoja, što osigurava promjenu od 3 volta ili 0,3 ampera po 1 zavoju.
S takvim otpornicima, točnost podešavanja je otprilike 11 puta točnija nego s konvencionalnim.

Novi otpornici u usporedbi s originalnim, veličina je svakako impresivna.
Usput sam malo skratio žice do otpornika, to bi trebalo poboljšati otpornost na buku.

Sve sam spakirao u kovčeg, u principu je ostalo čak i malo mjesta, ima mjesta za rast :)

Spojio sam zaštitni namot na uzemljivač konektora, dodatna ploča za napajanje nalazi se izravno na stezaljkama transformatora, to naravno nije baš uredno, ali još nisam smislio drugu opciju.

Provjerite nakon sastavljanja. Sve je počelo gotovo prvi put, slučajno sam pomiješao dvije znamenke na indikatoru i dugo nisam mogao shvatiti što nije u redu s podešavanjem, nakon prebacivanja sve je postalo kako treba.

Posljednja faza je lijepljenje filtera, ugradnja ručki i sastavljanje tijela.
Filter ima tanji rub po obodu, glavni dio je uvučen u prozor kućišta, a tanji dio je zalijepljen dvostranom trakom.
Ručke su izvorno dizajnirane za osovinu promjera 6,3 mm (ako se ne varam), novi otpornici imaju tanju osovinu, pa sam morao staviti nekoliko slojeva termoskupljajućeg materijala na osovinu.
Odlučio sam za sada ni na koji način ne dizajnirati prednju ploču, a za to postoje dva razloga:
1. Kontrole su toliko intuitivne da još nema posebne točke u natpisima.
2. Planiram modificirati ovo napajanje, tako da su moguće promjene u dizajnu prednje ploče.

Nekoliko fotografija dobivenog dizajna.
Pogled sprijeda:

Pogled straga.
Pažljivi čitatelji vjerojatno su primijetili da je ventilator postavljen tako da ispuhuje vrući zrak van kućišta, a ne pumpa hladan zrak između rebara hladnjaka.
Odlučio sam se na to jer je radijator nešto manji po visini od kućišta, a da vrući zrak ne ulazi unutra, ugradio sam ventilator u obrnutom smjeru. To, naravno, značajno smanjuje učinkovitost uklanjanja topline, ali omogućuje malu ventilaciju prostora unutar napajanja.
Dodatno, preporučio bih da napravite nekoliko rupa na dnu donje polovice tijela, ali to je više dodatak.

Nakon svih izmjena, završio sam s nešto manjom strujom nego u originalnoj verziji, i iznosio je oko 3,35 Ampera.

Dakle, pokušat ću opisati prednosti i nedostatke ove ploče.
profesionalci
Izvrsna izrada.
Gotovo ispravan dizajn sklopa uređaja.
Kompletan set dijelova za sastavljanje ploče stabilizatora napajanja
Pogodan za početnike radio amatere.
U svom minimalnom obliku dodatno zahtijeva samo transformator i radijator; u naprednijem obliku također zahtijeva amper-voltmetar.
Potpuno funkcionalan nakon sastavljanja, iako s nekim nijansama.
Bez kapacitivnih kondenzatora na izlazu napajanja, sigurno kod testiranja LED dioda itd.

minusi
Vrsta operacijskih pojačala je pogrešno odabrana, zbog toga raspon ulaznog napona mora biti ograničen na 22 volta.
Vrijednost otpornika za mjerenje struje nije baš prikladna. Radi u svom normalnom toplinskom načinu rada, ali bolje ga je zamijeniti jer je zagrijavanje vrlo visoko i može oštetiti okolne komponente.
Ulazni diodni most radi maksimalno, bolje je diode zamijeniti snažnijim

Moje mišljenje. Tijekom procesa sastavljanja stekao sam dojam da su krug dizajnirale dvije različite osobe, jedna je primijenila ispravan princip regulacije, izvor referentnog napona, izvor negativnog napona, zaštitu. Drugi je u tu svrhu pogrešno odabrao shunt, operacijska pojačala i diodni most.
Jako mi se svidio dizajn sklopa uređaja, au odjeljku modifikacije prvo sam htio zamijeniti operacijska pojačala, čak sam kupio mikro krugove s maksimalnim radnim naponom od 40 volti, ali onda sam se predomislio o modifikacijama. ali inače je rješenje sasvim ispravno, podešavanje je glatko i linearno. Naravno da postoji grijanje, bez njega se ne može. Općenito, što se mene tiče, ovo je vrlo dobar i koristan konstruktor za početnike radio amatere.
Sigurno će biti ljudi koji će napisati da je lakše kupiti gotovu, ali mislim da je sama sastaviti zanimljivija (vjerojatno je to najvažnije) i korisnija. Osim toga, mnogi ljudi prilično lako imaju kod kuće transformator i radijator iz starog procesora i neku vrstu kutije.

Već u procesu pisanja recenzije imao sam još jači osjećaj da će ova recenzija biti početak u nizu recenzija posvećenih linearnom napajanju, imam razmišljanja o poboljšanju -
1. Pretvorba indikacijsko-upravljačkog kruga u digitalnu verziju, eventualno uz povezivanje s računalom
2. Zamjena operacijskih pojačala visokonaponskim (još ne znam kojim)
3. Nakon zamjene operacijskog pojačala, želim napraviti dva stupnja s automatskom promjenom i proširiti raspon izlaznog napona.
4. Promijeniti princip mjerenja struje u uređaju za prikaz tako da nema pada napona pod opterećenjem.
5. Dodajte mogućnost isključivanja izlaznog napona tipkom.

To je vjerojatno sve. Možda se još nešto sjetim i dodam, ali više se radujem komentarima s pitanjima.
Također planiramo posvetiti još nekoliko recenzija dizajnerima za početnike radio amatere; možda će netko imati prijedloge u vezi s određenim dizajnerima.

Nije za one sa slabim srcem

Prvo ga nisam htio pokazati, ali sam onda ipak odlučio fotografirati.
S lijeve strane je napajanje koje sam koristio mnogo godina prije.
Ovo je jednostavno linearno napajanje s izlazom od 1-1,2 ampera pri naponu do 25 volti.
Pa sam ga htio zamijeniti nečim moćnijim i ispravnijim.

Proizvod je dostavljen za pisanje recenzije od strane trgovine. Recenzija je objavljena u skladu s klauzulom 18 Pravila stranice.