Catu daya perlindungan arus yang kuat

Setiap orang yang mengumpulkan sirkuit elektronik memerlukan sumber daya universal yang memungkinkan variasi besar tegangan output, kontrol arus dan, jika perlu, lepaskan sambungan perangkat yang diberi daya. Di toko, catu daya laboratorium semacam itu sangat mahal, tetapi Anda dapat merakit sendiri dari komponen radio umum. Catu daya yang disajikan meliputi:

• Pengaturan tegangan hingga 24 volt;
• Arus maksimum yang diberikan kepada beban adalah hingga 5 ampere;
• Perlindungan saat ini dengan pilihan beberapa nilai tetap;
• Pendinginan aktif untuk operasi pada arus tinggi;
• Panggil indikator arus dan tegangan;

Rangkaian regulator tegangan

Versi regulator tegangan yang paling sederhana dan paling terjangkau adalah sirkuit pada chip khusus yang disebut regulator tegangan. Opsi yang paling cocok adalah LM338, ia memberikan arus maksimum 5 A dan minimum riak pada output. LM350 dan LM317 juga cocok di sini, tetapi arus maksimum dalam kasus ini masing-masing adalah 3 A dan 1,5 A. Sebuah resistor variabel berfungsi untuk mengatur tegangan, peringkatnya tergantung pada tegangan maksimum apa yang Anda butuhkan pada output. Jika output maksimum membutuhkan 24 volt, Anda memerlukan resistor variabel dengan hambatan 4,3 kOhm. Dalam hal ini, Anda perlu mengambil potensiometer standar pada 4,7 kOhm dan menghubungkan konstanta pada 47 kOhm bersamaan dengan itu, total perlawanan akan menjadi sekitar 4,3 kOhm. Untuk memberi daya pada seluruh rangkaian, Anda memerlukan sumber DC dengan tegangan 24-35 volt, dalam kasus saya ini adalah transformator normal dengan penyearah bawaan. Anda juga dapat menggunakan pengisi daya laptop atau berbagai sumber switching lainnya yang sesuai untuk arus.
Regulator tegangan ini linier, yang berarti bahwa seluruh perbedaan antara tegangan input dan output jatuh pada satu chip dan dibuang di dalamnya dalam bentuk panas. Pada arus tinggi, ini sangat kritis, sehingga sirkuit mikro harus dipasang pada radiator besar, radiator dari prosesor komputer, bekerja bersama-sama dengan kipas, yang terbaik untuk ini. Agar kipas tidak berputar sepanjang waktu dengan sia-sia, tetapi untuk menghidupkan hanya ketika radiator memanas, perlu untuk merakit sensor suhu kecil.

Sirkuit kontrol kipas

Ini didasarkan pada termistor NTC, resistansi yang bervariasi dengan suhu - dengan meningkatnya suhu, resistansi berkurang secara signifikan, dan sebaliknya. Penguat operasional bertindak sebagai pembanding, mendaftarkan perubahan dalam resistensi termistor. Ketika ambang batas tercapai, tegangan muncul pada output op-amp, transistor membuka dan menyalakan kipas, dengan mana LED menyala. Sebuah resistor pemangkasan digunakan untuk mengatur ambang batas, nilainya harus dipilih berdasarkan resistansi termistor pada suhu kamar. Misalkan termistor memiliki resistansi 100 kOhm, dalam hal ini resistor tuning harus memiliki nilai nominal sekitar 150-200 kOhm. Keuntungan utama dari skema ini adalah adanya histeresis, yaitu perbedaan antara ambang batas untuk menyalakan dan mematikan kipas. Karena histeresis, kipas tidak sering hidup atau mati pada suhu yang mendekati ambang batas. Termistor ditampilkan pada kabel langsung ke radiator dan dipasang di tempat yang nyaman.
Sirkuit perlindungan saat ini
Mungkin bagian terpenting dari seluruh catu daya adalah perlindungan saat ini. Ia bekerja sebagai berikut: drop tegangan melintasi shunt (resistor dengan resistansi 0,1 Ohm) diperkuat ke level 7-9 volt dan dibandingkan dengan referensi menggunakan komparator. Tegangan referensi untuk perbandingan diatur oleh empat tuning resistor dalam kisaran dari nol hingga 12 volt, input dari penguat operasional dihubungkan ke resistor melalui saklar kunci pas 4-posisi. Jadi, mengubah posisi sakelar biskuit, kita dapat memilih dari 4 opsi yang telah ditentukan untuk arus proteksi. Misalnya, Anda dapat mengatur nilai-nilai berikut: 100 mA, 500 mA, 1.5 A, 3 A. Jika arus yang disetel oleh sakelar dial terlampaui, proteksi akan berfungsi, tegangan tidak akan lagi dikeluarkan dan LED akan menyala. Untuk mengatur ulang proteksi, cukup tekan sebentar tombol, tegangan output akan muncul lagi. Resistor tuning kelima diperlukan untuk mengatur penguatan (sensitivitas), itu harus diatur sehingga ketika arus melalui shunt 1 Ampere, tegangan pada output op-amp sekitar 1-2 volt. Resistor untuk mengatur proteksi histeresis bertanggung jawab atas "ketajaman" dari rangkaian yang masuk, itu harus disesuaikan jika tegangan output tidak hilang sepenuhnya.Rangkaian ini baik karena memiliki kecepatan respons tinggi, langsung menyalakan perlindungan ketika arus terlampaui.

Unit tampilan arus dan tegangan

Sebagian besar catu daya laboratorium dilengkapi dengan voltmeter digital dan amperemeter, menunjukkan nilai dalam bentuk angka pada papan skor. Opsi ini ringkas dan memberikan akurasi bacaan yang baik, tetapi sama sekali tidak nyaman untuk persepsi. Itulah sebabnya untuk indikasi diputuskan untuk menggunakan panah, bacaan yang mudah dan menyenangkan dirasakan. Dalam kasus voltmeter, semuanya sederhana - terhubung ke terminal output catu daya melalui resistor pemangkasan dengan resistansi sekitar 1-2 MOhm. Agar ammeter berfungsi dengan baik, diperlukan amplifier shunt, sirkuitnya ditunjukkan di bawah ini.
Sebuah resistor tuning diperlukan untuk menyesuaikan penguatan, dalam kebanyakan kasus itu cukup untuk membiarkannya di posisi tengah (sekitar 20-25 kOhm). Head switch terhubung melalui switch dial, yang dengannya Anda dapat memilih satu dari tiga resistor tuning, yang dengannya arus deviasi maksimum dari ammeter diatur. Dengan demikian, ammeter dapat beroperasi dalam tiga rentang - hingga 50 mA, hingga 500 mA, hingga 5A, ini memastikan akurasi pembacaan maksimum pada setiap arus beban.

Majelis Power Supply Board

Papan sirkuit cetak:
Sekarang semua aspek teoritis telah diperhitungkan, kita dapat mulai merakit bagian elektronik dari struktur. Semua elemen catu daya - regulator tegangan, sensor suhu radiator, unit proteksi, amplifier shunt untuk ammeter dirakit pada satu papan, dengan dimensi 100x70 mm. Papan dibuat dengan metode LUT, di bawah ini adalah beberapa foto dari proses pembuatan.
Jalur listrik di mana arus beban mengalir, diinginkan untuk timah dengan lapisan solder tebal untuk mengurangi resistensi. Pertama, bagian-bagian kecil dipasang di papan tulis.
Setelah itu, semua komponen lainnya. Microcircuit 78L12 yang memasok sensor suhu dan pendingin harus dipasang pada radiator kecil, tempat yang disediakan pada papan sirkuit tercetak. Terakhir, kabel disolder ke papan, di mana kipas, termistor, tombol reset reset, kunci pas, LED, chip LM338, input dan output tegangan adalah output. Input tegangan paling mudah terhubung melalui konektor DC, sementara itu harus diingat bahwa itu harus menyediakan arus yang besar. Semua kabel listrik harus digunakan sesuai dengan penampang saat ini, lebih disukai tembaga. Plus, output dari papan sirkuit cetak tidak langsung menuju ke terminal output, tetapi melalui sakelar sakelar dengan dua grup kontak. Kelompok kedua menyalakan dan mematikan LED, yang menunjukkan apakah voltase diterapkan ke terminal.

Perakitan tubuh

Perumahan dapat ditemukan siap pakai atau dirakit secara independen. Anda dapat membuatnya, misalnya, dari kayu lapis dan papan serat, seperti yang saya lakukan. Pertama-tama, panel depan persegi panjang dipotong, di mana semua kontrol akan dipasang.
Kemudian dinding dan bagian bawah kotak dibuat, struktur diikat bersama dengan sekrup self-tapping. Ketika bingkai siap, Anda dapat menginstal semua elektronik di dalamnya.
Kontrol, kepala panah, LED dipasang di tempatnya di panel depan, papan ditempatkan di dalam kasing, radiator dengan kipas dipasang di panel belakang. Untuk memasang LED, pemegang khusus digunakan. Sangat diinginkan untuk menduplikasi terminal output, terutama karena tempat memungkinkan. Dimensi kasing adalah 290x200x120 mm, masih ada banyak ruang kosong di dalam kasing, dan ada yang bisa muat, misalnya, sebuah transformator untuk menyalakan seluruh perangkat.

Kustomisasi

Meskipun banyak penyetelan resistor, pengaturan catu daya cukup mudah. Pertama-tama, kalibrasi voltmeter dengan menghubungkan eksternal ke terminal output. Memutar tala resistor, dihubungkan secara seri dengan kepala panah voltmeter, kami mencapai pembacaan yang sama. Kemudian kami menghubungkan semua beban dengan ammeter ke output dan mengkalibrasi amplifier shunt. Memutar masing-masing dan tiga resistor interlinear, kami mencapai pembacaan kebetulan pada masing-masing dari tiga rentang pengukuran ammeter - dalam kasus saya adalah 50 mA, 500 mA dan 5A. Selanjutnya, kami mengatur arus perlindungan yang diperlukan dengan bantuan empat tuning resistor. Tidak sulit untuk melakukan ini, mengingat bahwa standar ammeter sudah dikalibrasi dan menunjukkan arus yang tepat. Kami secara bertahap meningkatkan tegangan (arus juga naik) dan melihat arus di mana perlindungan dipicu. Kemudian kami memutar masing-masing resistor, mengatur empat arus perlindungan yang diperlukan, di antaranya Anda dapat beralih menggunakan saklar dial. Sekarang tinggal menetapkan ambang yang diinginkan untuk sensor suhu radiator - pengaturan selesai.