Laboratorijas barošana - būtiska ierīce amatieru darbnīcā, elektrotehnikas praksē. Autore neveic regulāru darbu ar plānu un smalku elektroniku, bet dažreiz tas ir nepieciešams. Kad ierīce ir gatava, tiek sākta piemērota CREN un LM (“pastaigu” ciematu tīkla) meklēšana. Pēdējā laikā regulāri jātiek galā arī ar LED sloksnēm (iebūvētu fona apgaismojumu). LED sloksne šādās lampās bieži tiek izmantota diezgan dīvainā veidā, un šāda veida uzstādīšanas darbu rezultātā tika sabojāts vairāk nekā viens parastais komutācijas barošanas bloks. Īsāk sakot, vajadzība ir nobriedusi.
Uzdevumi
Barošanas avots tika uzskatīts par lineāru (zemfrekvences transformatoru) kā izturīgāku, vienkāršāku un uzturējamu. Stacionāras ierīces svars un izmēri nav īpaši svarīgi. Strāvas padevei jābūt regulējamai, tai jāsniedz pastāvīgs stabilizēts spriegums līdz, teiksim +20 V, ar slodzes strāvu līdz vairākām ampēriem. Strāvas padevei noteikti jābūt aprīkotai ar aizsardzību pret īssavienojumu, un ir vēlama arī regulējama aizsardzība pret pārslodzes strāvu. Strāvas padeve var būt vienkanāla, vienpolāra.
Ļoti labi, ja uz kuģa ir mērinstrumentu komplekts - voltmetrs-ampermetrs. Tas ievērojami palielina ērtības darbā, ļaus veikt dažus citus darbus un mērījumus, atbrīvos darba vietu uz galda no nevajadzīgām ārējām ierīcēm un vadiem.
Dizaineru apgaismes ķermeņu izgatavošana nozīmē to pārdošanas iespējamību, ieskaitot valstis, kuru elektriskie tīkli ir izveidoti. Par laimi, impulsa barošanas avotiem ir ieejas sprieguma diapazons, kas aptver visas iespējamās vērtības - ~ 100 ... 240 V. Atliek tikai piegādāt tīkla adapteri ar piemērotu adapteri. Tīkla spriegums, kas ir tuvu 240 voltiem, mūsu tīklā (vienā no fāzēm) nav nekas neparasts. Diapazona zemāko vērtību nekur nevar ņemt vērā. Ir ļoti vēlams pārbaudīt PSU darbību ar zemu spriegumu, ņemot vērā lielāko daļu Ķīnā ražoto barošanas avotu, kas nonāk pie mums, kvalitāti. Laboratorijas barošanas blokā izmantotajam strāvas transformatoram TS-180-2 ir tīkla tinumi uz divām spirālēm (sadalīti divās vienādās daļās). Tas ļāva ļoti viegli iegūt vēlamo spriegumu ~ 110 V.
Kas bija vajadzīgs darbam
Elektroinstalācijas instrumentu komplekts, multimetrs, lodāmurs ar piederumiem, metālapstrādes instrumentu komplekts.
Papildus radioelementiem biznesā nonāca lieta no veca PC-shnik, plexiglass, nedaudz jumta tērauda, bieza PCB un alumīnija. KPT-8 pastas, stiprinājumi, montāžas stieple un vara stieple, termotēkla, neilona siksnas, krāsošanas materiāli.
Būvniecība
Tika nolemts samontēt barošanas avotu, pamatojoties uz regulējama stabilizatora KR142EN12 (LM317) specializētu mikroshēmu. Tas ļāva iegūt diezgan pienācīgus parametrus ar ļoti vienkāršu ierīces shēmu.
Ķēdei ir šādas īpašības - transformatora TV1 ieslēdzams (slēdzis SA2) sekundārais tinums, lai samazinātu stabilizatora regulējošā elementa sildīšanu. Stabilizatora mikroshēmas DA1 attālinātā tranzistora VT1 pastiprināšana. Mikroshēmu aizsardzības iedarbināšanas strāvas regulators uz elementiem R5 ... R9, SA3.
Tīkla transformators - TS180-2 ar pārtītajiem sekundārajiem tinumiem. Papildus strāvas sekundārajiem tinumiem tika vīti divi salīdzinoši vājstrāvas tinumi mērinstrumentu bipolāriem jaudas stabilizatoriem. Transformatoru spoles ir lakotas, kas ļāva samazināt tā akustisko troksni (buzz) un ļāva cerēt uz ilgstošu darbu ar veco tinumu vadu.
Barošanas blokā tiek izmantoti mājās gatavoti mērinstrumenti - digitālais voltmetrs un ampērmetrs uz KR572PV2 mikroshēmām (ICL7107) [3]. Dažādu izmēru un dažādu krāsu septiņu segmentu indikatori, lai tos varētu ātri atpazīt. Instrumentu ķēdēm nepieciešama bipolārā jauda +5 V, -5 V. Katrai ierīcei ir nepieciešams savs barošanas avots, ampērmetra barošanas avotam jābūt pilnībā izolētam no galvenās ķēdes.
Slēdžu SA2, SA3 kontaktiem jāpārsniedz strāva līdz 3A. Kā šie slēdži tika izmantoti cepumu PGC [2] ar keramikas dēļiem. Pieļaujamā strāva caur kontaktu grupu ir 3 A. Lai palielinātu barošanas avota uzticamību, sinhroni darba grupu kontakti ir savienoti paralēli.
Barošanas bloks ir samontēts vecā dzelzs apvalkā no procesora datora sistēmas vienības uz 80286. Tas ir arī bez radiatoriem un pūtēju ventilatoriem. Korpuss ir maza izmēra, izgatavots no ievērojama biezuma tērauda. Tas ir metināts kārbas rāmis un U formas pārsegs. Neliela leņķa slīpmašīna spēja sagriezt iekšējos specializētos nodalījumus, mātesplates uzstādīšanai paredzētā metāla pamatne tika pielodēta vietā ar gāzes degli. Tas palielināja struktūras stingrību.
Galvenais radiators regulējošo elementu uzstādīšanai tika izgatavots neatkarīgi no biezas alumīnija loksnes ar tā paša stūra kniedētajām sekcijām. Piestiprināti ar alumīnija aklām kniedēm, savienojumi tika ieeļļoti ar siltumvadošu pastu KTP-8.
Parastajā lietas panelī, nākotnes dizainā, izrādījās, ka ir ventilācijas atveres un caurumi, mums bija jāizveido viltus panelis. Skaidrošās etiķetes, svari utt. zīmēts AutoCAD un ar speciālu biezu papīru izdrukāts ar fotogrāfiju kvalitāti. Caurumi un atveres ir cirsti ar skalpeli. Priekšējais panelis ir pārklāts ar caurspīdīgu organiskā stikla paneli. Panelis tiek sagriezts ar metāla zāģu, iekšējie caurumi tiek zāģēti ar finierzāģi uz koka, un mazie ir urbti. Paneļiem nav īpašu stiprinājumu, visu tur regulāri uzstādīšanas elementu stiprinājumi.
Paneļa iekšējās atveres un atveres, kas izgatavotas no 0,5 mm jumta tērauda, tika nozāģētas ar rotaslietas finierzāģi, standarta urbi vai nelielu abrazīvu disku ar nelielu leņķa slīpmašīnu. Caurumi tiek urbti un urbti ar apaļu failu.
Izejas spailes - negatīvais spailis tiek pieskrūvēts tieši pie metāla korpusa, no iekšpuses tam tiek pielodēts biezas tinētas stieples gabals, pie kura tiek samazināti visi "zemes" gali. Pozitīvais spaile ir iegarena un izolēta - tam ir pielodēts M4 skrūves gabals un tiek veikts tekstolīta izolators.
Izolatora daļas tiek sazāģētas no plāksnes ar finierzāģi uz koka un ieslēgtas urbjmašīnā.
Pēc priekšējā paneļa salikšanas es uzstādīju ierīces galvenās vadības ierīces. Es uzstādīju mērinstrumentus uz improvizētiem statīviem no garām M3 skrūvēm.Lai gaismas filtru maskētu indikatoru tukšgaitas segmentus, tika izmantota plaša maskēšanas lente.
Gaismas diodes (vēl nav izmantotas - priekšējais panelis tiek izmantots no iepriekš nepabeigta dizaina) ir cieši uzstādītas caurumos. Tos tur ar biezu, stieptu stiepli, ievieto starp gaismas diožu siltumizolētām spailēm un pielodē pie metāla paneļa. Objektīvs gaismas diožu galos ir ierāmēts ar faila skalošanu ar caurspīdīgu paneli.
Cepumu slēdžu kontaktu grupu paralēlais savienojums, kas izgatavots ar biezu tinumu. Pirms uzstādīšanas slēdži tiek konfigurēti, pārvietojot ierobežotāju. Uz slēdža SA3 ziedlapiņām uzmontēti rezistori R5 ... R8. Mans slēdzis izrādījās ar divām piecām kontaktpersonām. Sinhroni pārslēgti kontakti tika savienoti paralēli, līdzīgi kā SA2, piektais kontakts tiek izmantots vēl 10 mA diapazonā. Šajā gadījumā 4. diapazons tiek fiksēts (mainīgais rezistors R9 noņemts) pie 100 mA. Strāvas regulēšanas rezistoru vērtības un to jaudu var aprēķināt pēc formulām, kas dotas [1].
Uz metāla pamatnes ir uzstādīts transformators un oksīda kondensatoru bloks C5 (2x10 000x50 V). Strāvas vads ir īslaicīgi savienots ar transformatora ziedlapiņām, sekundārā tinuma strāvas vadi ir pielodēti SA2, un ir pievienots taisngriezis. Ar izmēģinājuma iekļaušanu es biju pārliecināts par šīs shēmas daļas darbību.
Uz mājās gatavota dzesēšanas radiatora ir uzstādīta mikroshēma (pēc izvēles), diodes tilts un ārējs vadības tranzistors (2xTIP147). Jaudīgas pusvadītāju ierīces aizstāšana ar dažām mazāk jaudīgām ir izdevīga no dzesēšanas viedokļa - mēs vienmērīgi sadalām siltuma avotus virs radiatora.
0,25 omi strāvas izlīdzināšanas rezistori ir izgatavoti no tērauda stieples gabaliem (apmēram 10 cm) (no rievotās plastmasas šļūtenes elektroinstalācijai). Vads tiek atkausēts gāzes degļa liesmā, tā galus notīra un noskalo ar cinka hlorīdu (lodēšanas skābi). Lodēšanas vietas rūpīgi mazgā ar ūdeni, pēc tam rezistora stiepli pielodē ar kolofoniju.
Uz montāžas elementu cietajiem vadiem ir uzstādīti vairāki mazi elementi ar plāniem vadiem. Pēc funkcionēšanas pārbaudes radiatoram novietotā ķēdes daļa tiek uzstādīta korpusā un savienota ar nozīmīgas (ja nepieciešams) sekcijas īsiem vadiem. Veselības pārbaude.
Mērinstrumentu iekļaušana. Kā jau minēts, specializētajam KR572PV2 mikroshēma (ICL7107) prasa bipolāru spriegumu +5 V, -5 V. Izpratne par šo faktu bija vairāku sadegušu iespiestu celiņu un sadedzināta LSI vērts. Labas nodarbības vienmēr ir dārgas. Transformatoram bija tikai divi identiski tinumi +5 V un -5 V (tika pieņemts, ka abiem skaitītājiem ir kopīgi spriegumi). Bija iespējams izkļūt no situācijas, piemērojot atšķirīgu shēmu taisngriežu ieslēgšanai un cita līdzīga barošanas bloka montāžai. Šajā gadījumā tika iegūti divi galvaniski izolēti PSU.
Divi neatkarīgi avoti ir salikti uz atsevišķiem dēļiem un piestiprināti pie mikroshēmu standarta atlokiem (gadījums TO-220). Mērīšanas ierīces patērētā strāva ir maza, tāpēc stabilizatora mikroshēmas tiek izmantotas plastmasas konstrukcijā, kas ļāva tās uzstādīt bez izolācijas blīvēm. Vienīgais 7805 ar metāla atloku (mikroshēmas GND tapa) voltmetra PSU ir uzstādīts arī bez izolācijas blīves, to atļauj ķēde.
Tīkla transformatora gala atlokā ir uzstādīta metāla plāksne ar enerģijas skaitītājiem. Tiek izveidoti savienojumi, tiek pārbaudīta izmantojamība. Izmantojot daudzfunkciju noregulēšanas rezistorus uz skaitītāja dēļiem [3], ierīču parādītās vērtības tiek koriģētas atbilstoši ārējā multimetra rādījumiem.
Visbeidzot tika izgatavots ~ 110 V kontaktligzdas panelis, uzstādīta pati kontaktligzda un izveidots tās savienojums. Savienojums, kā tam ir galvanisks savienojums ar tīklu, papildus tiek izolēts no metāla korpusa ar biezu PVC cauruli, salīdzinoši mīksts kabelis tiek fiksēts vairākās vietās ar neilona siksnām, un lodmetāli tiek izolēti ar siltuma cauruli.
Pagaidu tīkla vads ir aizstāts ar pastāvīgu vadu caur tīkla pārslēgšanas slēdzi un drošinātāja turētāju. Drošības jostas un stieples tiek izliktas tādā pašā veidā - papildu izolācija no metāla šasijas, mehāniska stiprināšana, lodēšanas vietu izolācija.
Instrumentu šasijas malas ir pārklātas ar paneļiem, kas izgriezti no cinkota tērauda jumta seguma un uzstādīti uz aklām kniedēm. Augšējais vāks ir izgriezts no sistēmas vienības standarta U formas pārsega. Pārsegā virs radiatora un urbuma rezistoru bloka R5 ... R8 tika urbti masīvi caurumi atdzesēšanai, bojātā krāsa tika atjaunota.
Plexiglass panelī ap rokturi strāvas robežvērtību (SA3) pārslēgšanai graviers veica piecus skenējumus un norādīja robežas - 10 mA; 100 mA 0,3 A; 1 A; 3 A. Iegravēti iegriezumi, kas piepildīti ar tumšu krāsu.
Secinājumi, darbs pie kļūdām
Sākotnējā shēma ir piedzīvojusi vairākas izmaiņas un vienkāršojumus, visi no tiem ir funkcionāli, un kādu laiku darbība ir parādījusi, ka tie ir diezgan ērti. Piemēram, atbrīvojoties no rezistoriem R3, R9. Ieviešot vēl 10 mA robežu, bija ļoti ērti pārbaudīt gaismas diožu darbību un izmērīt Zener diožu stabilizācijas spriegumu (apgrieztā iekļaušana!).
Instalēšanas laikā daži punkti novirzījās no uzmanības - taisngrieža tilta kondensatoru apvada diodes un drošinātājs FU2 netika uzstādīti. Kondensatori neitralizē traucējumus, kas rodas, pārslēdzot zemfrekvences diodes. Drošinātājs nelaimes gadījumā palīdzēs ietaupīt transformatoru. Šī būs nākamā revīzija. Tajā pašā laikā ir vērts izmantot vismaz vienu no gaismas diodēm - lai viņiem norādītu uz izpūsto drošinātāju.
Literatūra
1. RADIOhobby Magazine Nr. 5, 1999
2. PGC, PGG slēdži, kontrolsaraksts.
3. Voltmetrs, ampērmetrs uz K572PV2 (ICL7107).
Babay Mazay, 2019. gada jūnijs