Laboratoriekraftförsörjning - en viktig enhet i en amatörverkstad, i elektrisk övning. Författaren bedriver inte regelbundet arbete med tunn och delikat elektronik, men ibland är det nödvändigt. Och när enheten är klar börjar sökningen efter lämpliga CREN och LM ("walking" bynätverk). Nyligen måste man också regelbundet hantera LED-remsor (inbyggd bakgrundsbelysning). LED-remsor i sådana lampor används ofta på ett ganska bisarart sätt och som ett resultat av denna typ av installationsarbete skadades mer än en vanlig strömförsörjningsenhet. Kort sagt, behovet har mognat.
Referensvillkor
Strömförsörjningen betraktades som linjär (lågfrekvent transformator) som mer ihärdig, enkel och underhållbar. Vikt och dimensioner för en stationär apparat är inte särskilt viktiga. Strömförsörjningen måste vara justerbar, ge en konstant stabiliserad spänning upp till, till exempel +20 V, med en belastningsström på upp till flera ampère. Strömförsörjningen måste verkligen vara utrustad med kortslutningsskydd, och ett justerbart skydd mot överbelastningsström är också önskvärt. Strömförsörjningen kan vara enkanalig, unipolär.
Det är mycket bra att ha ”ombord” en uppsättning mätinstrument - en voltmeter-ammeter. Detta ökar bekvämligheten i arbetet kraftigt, gör det möjligt för annat arbete och mätningar, frigör arbetsutrymmet på bordet från onödiga externa enheter och kablar.
Tillverkningen av designerbelysningsarmaturer innebär sannolikheten för deras försäljning, inklusive till länder vars elektriska nätverk. Lyckligtvis har pulserade strömförsörjningar ett ingångsspänningsområde som täcker alla troliga värden - ~ 100 ... 240 V. Det återstår bara att förse nätverksadaptern med en lämplig adapter. Nätspänning nära 240 volt är inte ovanligt i vårt nätverk (i en av faserna). Det lägre värdet på intervallet är ingenstans att ta. Det är mycket önskvärt att kontrollera PSU: s drift vid låg spänning, med tanke på kvaliteten på de flesta kinesiska tillverkade strömförsörjningar som kommer till oss. TS-180-2 krafttransformator som används i laboratoriets kraftaggregat har nätlindningar på två spolar (uppdelade i två lika delar). Detta gjorde det mycket enkelt att erhålla önskad spänning på ~ 110 V.
Vad som behövdes för arbetet
En uppsättning verktyg för elektrisk installation, en multimeter, en lödkolv med tillbehör, en uppsättning metallverktyg.
Förutom radioelement började ett hölje från en gammal PC-shnik, en bit plexiglas, lite takstål, tjock PCB och aluminium. KPT-8 pasta, fästelement, monterings- och koppartråd, termorör, nylonband, målarfärg.
engineering
Det beslutades att montera strömförsörjningen på grundval av en specialiserad mikrochip av den justerbara stabilisatorn KR142EN12 (LM317). Detta gjorde det möjligt att få ganska anständiga parametrar med en mycket enkel enhetskrets.
Kretsen har följande funktioner - omkopplingsbar (omkopplare SA2) sekundärlindning av transformatorn TV1 för att minska uppvärmningen av stabiliseringselementets reglerelement. Förstärkningen av stabilisatorchipet DA1 fjärrtransistor VT1. Mikrokretsskydd aktiveringsströmregulator på element R5 ... R9, SA3.
Nättransformator - TS180-2 med omlindade sekundära lindningar. Förutom de sekundära kraftlindningarna lindades två relativt lågströmlindningar för bipolära kraftstabilisatorer för mätinstrument. Transformatorspolar är lackade, vilket gjorde det möjligt att minimera det akustiska bruset (surret) och gjorde att vi hoppades på långvarigt arbete med den gamla lindningsledningen.
Strömförsörjningsenheten använder hemmagjorda mätinstrument - en digital voltmeter och en ammeter på KR572PV2-mikrokretsen (ICL7107) [3]. Sju-segment indikatorer, för att underlätta snabbt igenkänning, av olika storlekar och olika färger. Instrumentkretsar kräver bipolär effekt +5 V, -5 V. Varje enhet kräver sin egen strömförsörjning, strömförsörjningen för ammeter måste vara helt isolerad från huvudkretsen.
Kontakterna på omkopplarna SA2, SA3 måste passera strömmen upp till 3A. Som dessa växlar användes kex PGC [2] med keramiska skivor. Den tillåtna strömmen genom kontaktgruppen är 3 A. För att öka tillförlitligheten hos strömförsörjningen ansluts kontakterna från synkront arbetsgrupper parallellt.
Strömförsörjningen monteras i ett gammalt järnfodral från PC-systemenheten på processorn 80286. Det är också utan radiatorer och blåsfläktar. Väskan är liten i storlek, tillverkad av stål med betydande tjocklek. Det är en svetsad lådram och ett U-format hölje. En liten vinkelslipare kunde kapa interna specialfack, metallbotten för att installera moderkortet löddes på plats av en gasbrännare. Detta ökade konstruktionens styvhet.
Huvudstrålaren för installation av reglerelementen gjordes oberoende av en tjock aluminiumplåt med nitade sektioner i samma hörn. Fästa med aluminiumblindnitar smörjades fogarna med värmeledande pasta KTP-8.
Fallets vanliga panel, framtiden i den främre designen, visade sig ha ventilationsöppningar och hål, vi var tvungna att skapa en falsk panel. Förklarande etiketter, skalor etc. ritad i AutoCAD och tryckt med fotografisk kvalitet på speciellt tjockt papper. Hål och öppningar är snidade med en skalpell. Fronten är täckt med en transparent panel av organiskt glas. Panelen skärs med en bågsåg för metall, de inre hålen sågas med en pussel på trä och små borras. Panelerna har inga speciella fästelement, allt hålls av vanliga fästelement av installationselement.
De inre hålen och öppningarna i panelen gjorda av 0,5 mm takstål sågas av med ett smyckenpussel, i en standardborr eller en liten slipskiva med en liten vinkelslipare. Hålen borras och uttråkas med en rund fil.
Utgångar - den negativa anslutningen skruvas direkt på metallhöljet, från insidan lödas en bit tjock konserverad tråd till vilken alla "jord" -ändar reduceras. Den positiva terminalen är långsträckt och isolerad - en bit av M4-skruven är lödd till den och en textolitisolator tillverkas.
Delar av isolatorn sågas ur plattan med en pussel på trä och slås på en borrmaskin.
Efter att ha monterat frontpanelen installerade jag huvudkontrollerna för enheten. Jag installerade mätinstrument på improviserade rack från långa M3-skruvar.Ett brett maskeringsband användes som ett lättfilter som maskerar tomgångssegment av indikatorer.
Lysdioder (ännu inte använt - frontpanelen används från en tidigare oavslutad design) är tätt installerade i hålen. De hålls fast av en tjock konserverad tråd, som läggs mellan lysdiodernas isolerade anslutningsplintar och lödas till en metallpanel. Linsen i LED-ändarna är inramad med en fil i linje med en transparent panel.
Parallellanslutning av grupperna av kontakter på hårddiskomkopplarna görs med en tjock konserverad tråd. Innan installationen konfigureras omkopplarna genom att flytta begränsaren. På kronbladen på omkopplaren SA3 monterade motstånd R5 ... R8. Min switch visade sig vara med två grupper om fem kontakter. Synkront växlade kontakter anslutits parallellt, liknande SA2, den femte kontakten används för ytterligare 10 mA-intervall. I detta fall är område 4 fixerat (variabelt motstånd R9 avlägsnat) vid 100 mA. Värdena på ströminställningsmotstånd och deras effekt kan beräknas med formlerna i [1].
En transformator och ett block av oxidkondensatorer C5 (2x10 000x50 V) är installerade på en metallbas. Nätkabeln är tillfälligt ansluten till transformatorns kronblad, kraftledningarna för den sekundära lindningen lödas till SA2 och en likriktare ansluts. Genom att inkludera rättegångarna var jag övertygad om funktionen för denna del av kretsen.
En mikrokrets (tillval), en diodbrygga och en extern styrtransistor (2xTIP147) är installerade på en hemmagjord kylradiator. Att byta ut en kraftfull halvledarapparat med några mindre kraftfulla enheter är fördelaktigt med tanke på kylning - vi fördelar värmekällorna jämnt över kylaren.
0,25 ohm strömjusterande motstånd är gjorda av bitar (cirka 10 cm) av ståltråd (från en ribbad plastslang för ledningar). Tråden glödas i en gasbrännares låga, dess ändar strippas och konserveras med zinkklorid (lödningssyra). Lödningsplatser tvättas noggrant med vatten, sedan motståndstråden lödas med kolofonium.
På de hårda ledningarna på monteringselementen är flera små element med tunna ledningar monterade. Efter kontroll av användbarheten installeras den del av kretsen som är placerad på kylaren i fodralet och ansluts till korta ledningar i ett betydande (om nödvändigt) avsnitt. Hälsokontroll.
Införande av mätinstrument. Som redan nämnts kräver den specialiserade KR572PV2-mikrokretsen (ICL7107) en bipolär spänning på +5 V, -5 V. Medvetenheten om detta faktum var värt flera brända tryckta spår och en bränd LSI. Tja, bra lektioner är alltid dyra. Transformatorn hade bara två identiska lindningar för +5 V och -5 V (gemensamma spänningar för båda meter antogs). Det var möjligt att komma ur situationen genom att tillämpa en annan krets för att slå på likriktarna och montera en annan liknande kraftaggregat. I detta fall erhölls två galvaniskt isolerade PSU: er.
Två oberoende källor är monterade på separata kort och fixeras till standardflänsarna för mikrokretsar (TO-220-fallet). Strömmen som förbrukas av mätanordningen är liten, så stabilisatormikrokretsarna används i plastkonstruktion, vilket gjorde det möjligt att montera dem utan att isolera packningar. Den enda 7805 med en metallfläns (GND-stift i mikrokretsen) i voltmeter PSU är också installerad utan en isolerande packning, detta är tillåtet av kretsen.
Ett metallkort med kraftmätare är installerat på nätflödet på nättransformatorns ändfläns. Anslutningar görs, funktionen kontrolleras. Genom att ställa motstånd på flera varv på mätkorten [3], justeras de visade värdena på enheterna till avläsningarna för en extern multimeter.
Slutligen gjordes en panel för ett ~ 110 V-uttag, själva uttaget installerades och dess anslutning gjordes. Anslutningen, som har en galvanisk anslutning till nätverket, isoleras dessutom från metallhöljet med ett tjockt PVC-rör, en relativt mjuk kabel fixeras på flera ställen med nylonband och säljarna isoleras med ett värmerör.
Den tillfälliga nätkabeln har ersatts av permanent ledning genom nätströmbrytaren och säkringshållaren. Sele och ledningar läggs på samma sätt - ytterligare isolering från ett metallchassi, mekanisk fästning, isolering av lödpunkter.
Sidorna på instrumentchassit är täckta med paneler skurna av galvaniserat ståltak och monterade på blindnitar. Det övre höljet är klippt från det vanliga U-formade höljet på systemenheten. Matriser av hål för kylning borrades i höljet ovanför kylaren och blocket av motståndsmotstånd R5 ... R8, det skadade måleriet återställdes.
På plexiglaspanelen runt handtaget för att byta strömgränser (SA3) gjorde graveren fem skanningar och indikerade gränserna - 10 mA; 100 mA 0,3 A; 1 A; 3 A. Graverade indragningar fyllda med mörk färg.
Slutsatser, arbete med buggar
Det ursprungliga schemat har genomgått flera förändringar och förenklingar, alla är funktionella, och under en tid har operationen visat att de är ganska praktiska. Till exempel att bli av med motstånd R3, R9. Införandet av ytterligare 10 mA-gräns gjorde det mycket bekvämt att kontrollera LED: s prestanda och mäta zenerdiodernas stabiliseringsspänning (omvänd inklusion!).
Under installationen gick några punkter ut ur uppmärksamheten - kondensatorers förbikopplingsdioder på likriktarbron och säkring FU2 installerades inte. Kondensatorer neutraliserar störningar från att byta lågfrekvensdioder, en säkring hjälper till att rädda transformatorn i händelse av en olycka. Detta kommer att vara nästa revidering. Samtidigt är det värt att använda minst en av lysdioderna - för att indikera för dem den blåsta säkringen.
litteratur
1. RADIOhobby Magazine nr 5, 1999
2. PGC, PGG-switchar, checklista.
3. Voltmeter, ammeter på K572PV2 (ICL7107).
Babay Mazay, juni, 2019