Kiekvienam elektronines grandines montuojančiam žmogui reikalingas universalus maitinimo šaltinis, leidžiantis plačiame diapazone keisti išėjimo įtampą, valdyti srovę, prireikus išjungti maitinamą įrenginį. Parduotuvėse tokie laboratoriniai maitinimo šaltiniai yra labai brangūs, tačiau galite patys surinkti iš įprastų radijo komponentų.
Pateiktą maitinimo šaltinį sudaro:
- Įtampos reguliavimas iki 24 voltų;
- Maksimali į apkrovą tiekiama srovė yra iki 5 amperų;
- Srovės apsauga su kelių fiksuotų verčių pasirinkimu;
- Aktyvus aušinimas darbui esant didelėms srovėms;
- Srovės ir įtampos indikatoriai;
Įtampos reguliatoriaus grandinė
Paprasčiausias ir prieinamiausias įtampos reguliatoriaus variantas yra specialios mikroschemos, vadinamos įtampos stabilizatoriumi, grandinė. Tinkamiausias variantas yra LM338, suteikiantis maksimalią 5 A srovę ir minimalų išėjimo pulsavimą. Čia taip pat tinka LM350 ir LM317, tačiau maksimali srovė šiuo atveju bus atitinkamai 3 A ir 1,5 A.Įtampai reguliuoti naudojamas kintamasis rezistorius, jo vertė priklauso nuo maksimalios įtampos, kurią reikia gauti išėjime. Jei didžiausia reikalinga išvestis yra 24 voltai, reikalingas kintamasis rezistorius, kurio varža yra 4,3 kOhm. Tokiu atveju reikia paimti standartinį 4,7 kOhm potenciometrą ir lygiagrečiai su juo prijungti 47 kOhm konstantą, bendra varža bus maždaug 4,3 kOhm. Norėdami maitinti visą grandinę, jums reikia nuolatinės srovės šaltinio, kurio įtampa yra 24–35 voltai, mano atveju tai yra įprastas transformatorius su įmontuotu lygintuvu. Taip pat galite naudoti nešiojamųjų kompiuterių įkroviklius ar kitus įvairius impulsų šaltinius, kurie tinka srovei.
Šis įtampos reguliatorius yra tiesinis, o tai reiškia, kad visas skirtumas tarp įėjimo ir išėjimo įtampos patenka į vieną lustą ir išsklaido joje šilumos pavidalu. Esant didelėms srovėms, tai labai svarbu, todėl mikroschema turi būti sumontuota ant didelio radiatoriaus, tam geriausiai tinka kompiuterio procesoriaus radiatorius, suporuotas su ventiliatoriumi. Kad ventiliatorius visą laiką nesisuktų veltui, o įsijungtų tik radiatoriui įšilus, reikia surinkti nedidelį temperatūros jutiklį.
Ventiliatoriaus valdymo grandinė
Jis sukurtas NTC termistoriaus pagrindu, kurio varža kinta priklausomai nuo temperatūros – kylant temperatūrai varža gerokai sumažėja ir atvirkščiai. Operacinis stiprintuvas veikia kaip komparatorius, registruojantis termistoriaus varžos pokyčius. Pasiekus veikimo slenkstį, operacinio stiprintuvo išvestyje atsiranda įtampa, tranzistorius atrakinamas ir paleidžia ventiliatorių, kartu užsidega ventiliatorius. Šviesos diodas. Apipjaustymo rezistorius naudojamas atsako slenksčiui reguliuoti, jo vertė turėtų būti parenkama pagal termistoriaus varžą kambario temperatūroje. Tarkime, kad termistoriaus varža yra 100 kOhm, apkarpymo rezistorius šiuo atveju turėtų būti maždaug 150-200 kOhm. Pagrindinis šios schemos privalumas yra histerezės buvimas, t.y. ventiliatoriaus įjungimo ir išjungimo slenksčių skirtumai. Dėl histerezės ventiliatorius dažnai neįsijungia ir neišsijungia, kai temperatūra yra artima slenksčiui. Termistorius prijungiamas tiesiai prie radiatoriaus ir montuojamas bet kurioje patogioje vietoje.
Srovės apsaugos grandinė
Bene svarbiausia viso maitinimo bloko dalis yra srovės apsauga. Tai veikia taip: įtampos kritimas per šuntą (0,1 omo rezistorius) padidinamas iki 7–9 voltų ir palyginamas su etaloniniu lygiu naudojant lyginamąjį įrenginį. Palyginimui skirta etaloninė įtampa nustatoma keturiais apkarpymo rezistoriais, kurių įtampa yra nuo nulio iki 12 voltų, operacinio stiprintuvo įvestis yra prijungta prie rezistorių per 4 padėčių atverčiamą jungiklį. Taigi, pakeitę biskvito jungiklio padėtį, galime rinktis iš 4 iš anksto nustatytų apsaugos srovių parinkčių. Pavyzdžiui, galite nustatyti tokias reikšmes: 100 mA, 500 mA, 1,5 A, 3 A. Viršijus slankiojo jungiklio nustatytą srovę, apsauga veiks, įtampa nustos tekėti į išėjimą ir Šviesos diodas. Norėdami iš naujo nustatyti apsaugą, tiesiog trumpai paspauskite mygtuką ir vėl pasirodys išėjimo įtampa.Penktasis apkarpymo rezistorius yra būtinas norint nustatyti stiprinimą (jautrumą); jis turi būti nustatytas taip, kad esant srovei per 1 ampero šuntą, operacinės stiprintuvo išėjimo įtampa būtų maždaug 1–2 voltai. Apsaugos histerezės nustatymo rezistorius yra atsakingas už grandinės užsifiksavimo „aiškumą“, kurį reikia reguliuoti, jei išėjimo įtampa visiškai neišnyksta. Ši grandinė gera, nes turi didelį atsako greitį, akimirksniu įjungia apsaugą kai viršijama srovė.
Srovės ir įtampos rodymo blokas
Daugumoje laboratorinių maitinimo šaltinių yra skaitmeniniai voltmetrai ir ampermetrai, kurie ekrane rodo reikšmes kaip skaičius. Ši parinktis yra kompaktiška ir užtikrina gerą rodmenų tikslumą, tačiau yra visiškai nepatogu skaityti. Todėl indikacijai buvo nuspręsta naudoti rodyklių galvutes, kurių rodmenis lengva ir malonu suvokti. Voltmetro atveju viskas paprasta - jis prijungtas prie maitinimo šaltinio išvesties gnybtų per apipjaustymo rezistorių, kurio varža yra maždaug 1-2 MOhm. Kad ampermetras veiktų tinkamai, reikalingas šunto stiprintuvas, kurio grandinė parodyta žemiau.
Stiprinimui reguliuoti reikalingas apkarpymo rezistorius, daugeliu atvejų pakanka palikti jį vidurinėje padėtyje (apie 20-25 kOhm). Rodyklės galvutė jungiama per biskvitinį jungiklį, kuriuo galima pasirinkti vieną iš trijų trimamųjų rezistorių, kurių pagalba nustatoma maksimali ampermetro nuokrypio srovė. Taigi ampermetras gali veikti trijuose diapazonuose – iki 50 mA, iki 500 mA, iki 5A, tai užtikrina maksimalų rodmenų tikslumą esant bet kokiai apkrovos srovei.
Maitinimo plokštės surinkimas
Spausdintinė plokštė:Dabar, kai buvo atsižvelgta į visus teorinius aspektus, galime pradėti surinkti elektroninę konstrukcijos dalį. Visi maitinimo elementai - įtampos reguliatorius, radiatoriaus temperatūros jutiklis, apsaugos blokas, šunto stiprintuvas ampermetrui - sumontuoti ant vienos plokštės, kurios matmenys 100x70 mm. Plokštė pagaminta LUT metodu, žemiau pateikiamos kelios gamybos proceso nuotraukos.
Galios takus, kuriais teka apkrovos srovė, patartina skardinti storu litavimo sluoksniu, kad sumažėtų pasipriešinimas. Pirma, ant lentos sumontuojamos mažos dalys.
Po to visi kiti komponentai. 78L12 mikroschema, kuri maitina temperatūros jutiklį ir aušintuvą, turi būti sumontuota ant nedidelio radiatoriaus, kurio vieta numatyta spausdintinėje plokštėje. Galiausiai ant plokštės prilituojami laidai, ant kurių ventiliatorius, termistorius, apsaugos atstatymo mygtukas, sausainių jungikliai, šviesos diodai, LM338 lustas, įtampos įėjimas ir išėjimas. Įtampos įėjimą patogiausia jungti per nuolatinės srovės jungtį, tačiau reikia atsižvelgti į tai, kad ji turi užtikrinti didelę srovę. Visi maitinimo laidai turi būti naudojami srovei tinkamo skerspjūvio, pageidautina vario. Pliuso išvestis iš spausdintinės plokštės patenka į išvesties gnybtus ne tiesiogiai, o per perjungimo jungiklį su dviem kontaktų grupėmis. Antroji grupė įsijungia ir išsijungia Šviesos diodas, rodantis, ar įtampa tiekiama į gnybtus.
Būsto surinkimas
Korpusą galima rasti paruoštą arba surinkti patiems. Galite pagaminti jį, pavyzdžiui, iš faneros ir medienos plaušų plokštės, kaip aš dariau. Pirmiausia išpjaunamas stačiakampis priekinis skydelis, ant kurio bus sumontuoti visi valdikliai.
Tada pagaminamos dėžutės sienos ir dugnas, o konstrukcija tvirtinama kartu savisriegiais. Kai rėmas yra paruoštas, galite įdiegti visą elektroniką viduje.
Valdikliai, rodyklės galvutės, šviesos diodai yra sumontuoti savo vietose priekiniame skydelyje, plokštė dedama korpuso viduje, radiatorius ir ventiliatorius montuojami ant galinio skydelio. Šviesos diodams montuoti naudojami specialūs laikikliai. Patartina dubliuoti išvesties gnybtus, ypač todėl, kad vietos yra. Korpuso matmenys pasirodė 290x200x120 mm, korpuso viduje dar yra daug laisvos vietos ir, pavyzdžiui, gali tilpti transformatorius visam įrenginiui maitinti.
Nustatymai
Nepaisant daugybės žoliapjovių rezistorių, maitinimo šaltinio nustatymas yra gana paprastas. Pirmiausia sukalibruojame voltmetrą prie išvesties gnybtų prijungdami išorinį. Sukdami apkarpymo rezistorių, nuosekliai sujungtą su voltmetro rodyklės galvute, pasiekiame rodmenų vienodumą. Tada prie išvesties ampermetru prijungiame tam tikrą apkrovą ir sukalibruojame šunto stiprintuvą. Sukdami kiekvieną iš trijų apatinio indekso rezistorių, pasiekiame rodmenų sutapimą kiekviename iš trijų ampermetro matavimo diapazonų - mano atveju tai yra 50 mA, 500 mA ir 5A. Toliau, naudodami keturis apipjaustymo rezistorius, nustatome reikiamas apsaugos sroves. Tai padaryti nėra sunku, nes standartinis ampermetras jau sukalibruotas ir rodo tikslią srovę. Palaipsniui didiname įtampą (tuo pačiu didėja ir srovė) ir žiūrime, prie kokios srovės suveikia apsauga. Tada mes pasukame kiekvieną rezistorių, nustatydami keturias reikalingas apsaugos sroves, tarp kurių galite perjungti naudodami atverčiamą jungiklį. Dabar belieka nustatyti norimą radiatoriaus temperatūros jutiklio atsako slenkstį – sąranka baigta.
