Uradi sam, analogno, promjenjivo napajanje sa klupom, s preciznim ograničenjem struje: 8 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

U ovom projektu ću vam pokazati kako se koristi poznati LM317T sa tranzistorom za pojačavanje struje, te kako se koristi linearno pojačalo LT6106 pojačalo za osjetljivost za precizno ograničenje struje. Ovaj krug vam može omogućiti korištenje do više od 5A, ali ovaj put koristi se samo za 2A lagano opterećenje jer odabirem 24V 2A relativno mali transformator i malo kućište. I više volim izlazni napon od 0,0V, zatim dodam diodu (e) u nizu za poništavanje LM317 minimalnog izlaznog napona 1,25 V. ove specifikacije. takođe vam omogućava zaštitu od kratkog spoja. Ti krugovi se kombiniraju kako bi se stvorilo analogno varijabilno napajanje sa stolom koje generira 0.0V-28V i 0.0A-2A s preciznim ograničenjem struje. Performanse regulacije i buke na podu su prilično dobre u poređenju sa sličnim izvorima napajanja zasnovanim na DC-DC pretvaraču. Stoga je ovaj model bolje koristiti posebno za analogne audio aplikacije. Hajde da počnemo !

Korak 1: Shema i lista dijelova

Želio bih vam pokazati cijelu shemu ovog projekta.

Za lakše objašnjenje podijelio sam shemu otvora na tri dijela.

Želeo bih da nastavim da objašnjavam listu delova za svaki odeljak.

Korak 2: Priprema za bušenje kućišta i bušenje

Trebali bismo prvo prikupiti vanjske dijelove i izbušiti kućište (kućište).

Dizajn kućišta ovog projekta urađen je s Adobe Illustratorom.

Što se tiče postavljanja dijelova, napravio sam mnogo pokušaja i grešaka razmatrajući i odlučujući kao što pokazuje prva fotografija.

Ali volim ovaj trenutak jer mogu sanjati šta ću napraviti? ili šta je bolje?

To je poput čekanja dobrog vala. Zaista je dragocjen tajime uopće! lol.

U svakom slučaju, želio bih priložiti i an.ai datoteku i.pdf datoteku.

Da biste se pripremili za bušenje kućišta, odštampajte dizajn na ljepljivom papiru veličine A4 i zalijepite ga na kućište.

To će biti tragovi dok bušite kućište, a to će biti kozmetički dizajn kućišta.

Ako se papir zaprljao, skinite ga i ponovo zalijepite papir.

Ako ste se pripremili za bušenje kućišta, možete započeti bušenje kućišta prema središnjim oznakama na kućištu.

Toplo vam preporučujem da veličinu rupa na zalijepljenom papiru opišete ovako 8Φ, 6Φ.

Alati koji se koriste su električna bušilica, svrdla, stepenaste burgije i ručni alat za glodanje ili alat za dremel.

Budite oprezni i odvojite dovoljno vremena kako biste izbjegli nesreću.

Sigurnost

Potrebne su zaštitne naočare i zaštitne rukavice.

Korak 3: ① Odeljak za AC ulaz

Nakon završetka bušenja kućišta i završetka, počnimo s izradom električnih ploča i ožičenja.

Evo spiska delova. Izvinite što su neke veze za japanskog prodavca.

Nadam se da možete dobiti slične dijelove od svojih prodavača u blizini.

1. Korišteni dijelovi ① odjeljka AC ulaz

Prodavač: Marutsu dijelovi- 1 x RC-3:

Cijena: ￥ 1, 330 (približno 12 USD)

- 1 x 24V 2A AC transformator [HT-242]:

Cijena: 2 790 JPY (približno 26 USD) ako volite 220V ulaz, odaberite [2H-242] ￥ 2, 880

- 1 x AC kod sa utikačem:

Cijena: 180 JPY (približno 1,5 USD)

-1 x kutija s osiguračima naizmjenične struje 【F-4000-B】 Sato dijelovi: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/15361/Cijena: ￥180 (približno 1,5 USD)

- 1 x Prekidač za napajanje naizmjeničnom strujom (veliki) NKK 【M-2022L/B】: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/15771/Cijena: 380 JPY (približno 3,5 USD)

- 1 x 12V/24V prekidač (mali) Miyama 【M5550K】: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/112704/Cijena: ￥ 181 (približno 1,7 USD)

- 1 x ispravljačka dioda za most (velika) 400V 15A 【GBJ1504-BP】: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/12699673/Cijena: 318 USD (približno 3,0 USD)

- 1 x ispravljačka dioda za most (mala) 400V 4A 【GBU4G-BP】: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/12703750/Cijena: ￥ 210 (približno 2,0 USD)

- 1 x veliki kondenzator 2200uf 50V 【ESMH500VSN222MP25S】: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/52022/Cijena: ￥ 440 (približno 4,0 USD)

-1 x 4p označeni terminal 【L-590-4P】: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/17474/Cijena: 80 JPY (približno 0,7 USD)

Žao nam je zbog nezgodne veze na japansku web lokaciju, molimo pretražite prodavača koji rukuje sličnim dijelovima pozivajući se na te veze.

Korak 4: ② Srednji presjek (DC upravljački krug)

Odavde je to upravljački dio istosmjernog napona glavnog izvora napajanja.

Rad ovog dijela bit će kasnije objašnjen na osnovu rezultata simulacije.

U osnovi koristim klasični LM317T s velikim tranzistorom za veliku izlaznu struju do 3A.

A za poništavanje minimalnog izlaznog napona LM317T od 1,25 V, dodao sam D8 diodu za Vf u Q2 Vbe.

Pretpostavljam da je Vf od D8 cca. 0,6 V i Q2 Vbe takođe pribl. 0.65V tada je ukupno 1.25V.

(Ali ovaj napon ovisi o If i Ibe, pa je za korištenje ove metode potrebno voditi računa)

Dio oko Q3 okružen isprekidanom linijom nije montiran. (za opcionalno za buduću funkciju termičkog isključivanja.)

Rabljeni dijelovi su dolje navedeni, 0．1Ω 2W Akizuki Densho

hladnjak 【34H115L70】 Multsu dijelovi

Dioda za ispravljač (100V 1A) IN4001 ebay

LM317T Kontrola napona IC Akizuki Denshi

General Purose NPN Tr 2SC1815 Akizuki Denshi

U2 LT6106 Current Sense IC Akizuki Denshi

Promjena koraka PCB-a za LT6106 (SOT23) Akizuki Denshi

U3 komparator IC NJM2903 Akizuki Denshi

POT 10kΩ 、 500Ω 、KΩ Akizuki Denshi

Korak 5: ③ Output odjeljak

Poslednji deo je Output Section.

Volim retro analogna brojila, a onda sam usvojio analogno brojilo.

Usvojio sam Poly Switch (osigurač koji se može resetirati) za zaštitu izlaza.

Rabljeni dijelovi su dolje navedeni, Osigurač koji se može resetirati 2.5Ａ REUF25 Akizuki Denshi

2.2KΩ registrator odzračivača 2W Akizuki Denshi

32V Analogni voltmetar (mjerač panela) Akizuki Denshi

3A Analogni voltmetar (Panel metar) Akizuki Denshi

Izlazni terminal MB-126G Crveni i crni Akizuki Denshi

Univerzalna ploča za kruh 210 x 155 mm Akizuki Denshi

Terminal za ploču za kruh (koliko želite) Akizuki

Korak 6: Završite sastavljanje i testiranje

Do sada, mislim da je vaš glavni odbor takođe završen.

Nastavite s ožičenjem do dijelova pričvršćenih za kućište, poput kapsula, mjerača, stezaljki.

Ako ste završili sa izradom projekta.

Posljednji korak je testiranje projekta.

Osnovne specifikacije ovog analognog izvora napajanja su

Grubo podešavanje izlaznog napona 1, 0 ～ 30V i fino podešavanje.

2, 0 ～ 2.0A izlazna struja s ograničivačem (preporučujem za upotrebu prema specifikacijama transformatora.)

3, prekidač za promjenu izlaznog napona na stražnjoj ploči za smanjenje gubitka okoliša

(0 ～ 12V, 12 ～ 30V)

Osnovno testiranje

Testiranje rada kola.

Koristio sam otpornik od 5 W 10Ω kao lažno opterećenje kao što je prikazano na fotografiji.

Kad postavite 5V, on daje 0,5A. 10V 1A, 20V 2.0A.

A kad podesite ograničenje struje na svoj omiljeni nivo, limitator struje radi.

U ovom slučaju, izlazni napon se smanjuje u skladu s podešavanjem izlazne struje.

Testiranje talasnog oblika osciloskopa

Htio bih vam pokazati i valne oblike osciloskopa.

Prvi valni oblik je valni oblik koji raste s naponom kada uključite napajanje jedinice.

CH1 (plavo) je odmah nakon ispravljača i 2200uF kondenzatora pribl. 35V 5V/div).

CH2 (nebesko plavo) je izlazni napon jedinice (2V/div). Podešen je na 12V i smanjuje ulaznu valovitost.

Drugi talasni oblik je uvećani talasni oblik.

CH1 i CH2 su sada 100mV/div. CH2 talasanje nije uočeno zbog povratne sprege LM317 IC ispravno radi.

Sljedeći korak, želio bih testirati na 11V sa 500mA strujnog opterećenja (22Ω 5W). Sjećate li se Ohmovog niskog I = R / E?

Tada talasanje ulaznog napona CH1 postaje veće na 350mVp-p, ali nije primijećeno ni valovanje na izlaznom naponu CH2.

Htio bih uporediti s nekim DC-DC regulatorom leđa sa istim 500mA opterećenjem.

Veliki 200mA preklopni šum se opaža na CH2 izlazu.

Kao što možete vidjeti, Uopšteno govoreći, analogno napajanje odgovara audio aplikaciji sa niskim šumom.

Šta kažete na to?

Ako imate dodatnih pitanja, slobodno me pitajte.

Korak 7: Dodatak 1: Detalji rada kola i rezultati simulacije

Vau, toliko čitalaca koji su preko 1 hiljadu posetili moj prvi post.

Jednostavno mi je žao što vidim brojni brojač.

Pa, hteo bih da se vratim na svoju temu.

Rezultati simulacije ulazne sekcije

Koristio sam simulator LT Spice za provjeru dizajna kola.

Što se tiče načina instaliranja ili upotrebe LT Spice -a, molimo proguglajte ga.

Besplatan je i dobar analogni simulator za učenje.

Prva shema je pojednostavljena za simulaciju LT Spice i htio bih priložiti i.asc datoteku.

Druga shema je za simulaciju ulaza.

Definirao sam istosmjerni pomak izvora napona 0, amplitude 36V, frekvenciju 60Hz i ulazni otpornik 5ohm kao usporedne specifikacije za transformator. Kao što znate, izlazni napon transformatora prikazan je u rms, tada bi 24Vrms izlaz trebao biti 36Vpeak.

Prvi valni oblik je izvor napona + (zeleno) i ispravljač mosta + w/ 2200uF (plavo). Ići će na oko 36V.

LT Spice nije mogao koristiti promjenjivi potenciometar, želio bih postaviti fiksnu vrijednost za ovo kolo.

Izlazni napon 12V strujna granica 1A ovako. Htio bih prijeći na sljedeći korak.

Odsjek za kontrolu napona pomoću LT317T

Sljedeća slika prikazuje rad LT317, u osnovi LT317 radi kao tzv. Shunt regulator, to znači da izlazni naponski pin na Adj. pin je uvijek referentni napon 1,25 V bez obzira na ulazni napon.

To također znači da određena struja krvari u R1 i R2. Trenutni LM317 prid. pin na R2 također postoje, ali premali kao 100uA onda ga možemo zanemariti.

Do sada ste mogli jasno razumjeti da je struja I1 koja krvari u R1 uvijek konstantna.

Tada bismo mogli napraviti formulu R1: R2 = Vref (1,25 V): V2. Biram 220 Ω na R1 i 2,2 K na R2, Tada se formula transformira V2 = 1,25 V x 2,2 k / 220 = 12,5 V. Imajte na umu da je stvarni izlazni napon V1 i V2.

Tada se na izlaznom pinu LM317 i GND pojavljuje 13.75V. Također svjesni da kada je R2 nula, izlaz 1,25 V

ostati.

Zatim sam upotrijebio jednostavno rješenje, samo sam upotrijebio izlazni tranzistor Vbe i diodu Vf za poništavanje 1,25 V.

Općenito govoreći Vbe i Vf su oko 0,6 do 0,7V. Ali također morate biti svjesni Ic - Vbe i If - Vf karakteristika.

Pokazuje da je potrebna određena struja odzračivanja kada koristite ovu metodu za poništavanje 1.25V.

Stoga dodajem registar odzračivača R13 2.2K 2W. Krvari cca. 5mA kada je izlaz 12V.

Do sada sam pomalo umoran od objašnjavanja. Trebam ručak i pivo za ručak. (Lol)

Zatim bih htio postupno nastaviti do sljedeće sedmice. Žao mi je zbog neugodnosti.

Sljedeći korak bih želio objasniti kako ograničivač struje radi precizno, koristeći simulaciju koraka parametra opterećenja LT Spice.

Ograničenje struje pomoću LT6106

Posjetite web mjesto linearne tehnologije i pogledajte podatkovni list za aplikaciju LT6106.

www.linear.com/product/LT6106

Želio bih prikazati crtež da objasni tipičnu aplikaciju koja opisuje AV = 10 za primjer 5A.

Postoji osjetni registar 0,02 ohma, a osjetni izlaz sa vanjskog pina je tada 200mV/A

izlazni pin bi porastao do 1V na 5A, zar ne?

Razmislimo o mojoj prijavi imajući na umu ovaj tipičan primjer.

Ovaj put želimo koristiti ograničenje struje ispod 2A, tada je 0,1 ohm prikladan.

U ovom slučaju izlaz pina 2V na 2A? To znači da je osjetljivost sada 1000mV/A.

Nakon toga moramo samo uključiti / isključiti pin LM317 ADJ s generičkim komparatorom

poput NJM2903 LM393 ili LT1017 i generičkog NPN tranzistora poput 2SC1815 ili BC337?

koji se prekidaju s otkrivenim naponom kao pragom.

Do sada je objašnjenje kola završeno i započnimo kompletnu simulaciju kola!

Korak 8: Dodatak 2: Simulacija koraka kruga i rezultati simulacije

Htio bih objasniti takozvanu simulaciju koraka.

Uobičajena jednostavna simulacija simulira samo jedan uslov, ali sa stepenastom simulacijom možemo stalno mijenjati uvjete.

Na primjer, definicija simulacije koraka za registar opterećenja R13 prikazana je na sljedećoj fotografiji i ispod.

.step param Rf lista 1k 100 24 12 6 3

To znači da vrijednost R13 prikazana kao {Rf} varira od 1K ohma, (100, 24, 12, 6) do 3 ohma.

Kao što je očigledno shvaćeno, kada je 1K ohmska struja povučena na opterećenje R ①12mA

(jer je izlazni napon sada postavljen na 12V).

i ②120mA na 100 ohma, ③1A na 12 ohm, ④2A na 6 ohm, ⑤4A na 3 ohm.

Ali možete vidjeti da je prag napona postavljen na 1V pomoću R3 8k i R7 2k (a napon za komparator je 5V).

Tada bi iz uvjeta ③ trebalo djelovati strujno ograničenje. Sljedeći crtež je rezultat simulacije.

Šta kažete na to do sada?

Možda je malo teško razumjeti. jer bi rezultat simulacije mogao biti težak za čitanje.

Zelene linije prikazuju izlazni napon, a plave linije pokazuju izlaznu struju.

Možete vidjeti da je napon relativno stabilan do 12 ohma 1A, ali sa 6 ohma 2A napon se smanjuje na 6V kako bi se struja ograničila na 1A.

Također možete vidjeti da je DC izlazni napon od 12mA do 1A malo pao.

Gotovo je uzrokovan nelinearnošću Vbe i Vf kao što sam objasnio u prethodnom odjeljku.

Želim dodati sljedeću simulaciju.

Ako izostavite D7 na shemi simulacije kako je priložena, rezultati izlaznog napona bili bi relativno stabilni.

(ali izlazni napon postaje veći od prethodnog, van kursa.)

Ali to je neka vrsta kompromisa, jer bih želio kontrolirati ovaj projekt sa 0V čak i ako je stabilnost pomalo izgubljena.

Ako počnete koristiti analognu simulaciju poput LT Spice, lako je provjeriti i isprobati ideju analognog kola.

Hmmm, na kraju izgleda da sam na kraju završio kompletno objašnjenje.

Treba mi par piva za vikend (lol)

Ako imate bilo kakvih pitanja o ovom projektu, slobodno me pitajte.

I nadam se da ćete svi uživati u dobrom DIY životu uz moj članak!

Pozdrav,