DIY Analog Değişken Tezgah Güç Kaynağı W/ Hassas Akım Sınırlayıcı: 8 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

Bu projede sizlere Akım Yükseltici güç transistörlü ünlü LM317T'nin nasıl kullanılacağını ve Hassas akım sınırlayıcı için Linear Technology LT6106 akım algılama yükselticisinin nasıl kullanılacağını göstereceğim. Bu devre 5A'dan fazla kullanmanıza izin verebilir ama bu sefer sadece 2A hafif yük için kullanılıyor çünkü 24V 2A nispeten küçük bir transformatör ve küçük bir muhafaza seçiyorum. Ve 0.0V çıkış voltajını tercih ediyorum, sonra LM317 minimum çıkış voltajını 1.25V iptal etmek için seri olarak bazı diyotlar ekliyorum. bu özellik ayrıca kısa devre koruması yapmanızı sağlar. Bu devreler, hassas akım sınırlayıcı ile 0.0V-28V ve 0.0A-2A üreten bir analog değişken tezgah güç kaynağı oluşturmak için birleştirilir. Düzenleme ve gürültü zemin performansı, benzer DC-DC dönüştürücü tabanlı güç kaynaklarına kıyasla oldukça iyidir. Bu nedenle bu modelin özellikle analog ses uygulamaları için kullanılması daha iyidir. Başlayalım !

Adım 1: Şematik ve Parça Listesi

Size bu projenin tüm şemasını göstermek istiyorum.

Kolay açıklama için delik şemasını üç bölüme ayırdım.① AC Giriş bölümü、② Orta bölüm(DC Kontrol devreleri)、③ Çıkış bölümü.

Sırasıyla her bölüm için parça listesini açıklamaya devam etmek istiyorum.

2. Adım: Kasayı Detaylandırmaya Hazırlanma ve Detaylandırma

Önce dış parçaları toplamalı ve kasayı (muhafaza) delmeliyiz.

Bu projenin kasa tasarımı Adobe illustrator ile yapılmıştır.

Parçaların yerleşimi ile ilgili bir çok deneme yanılma yaparak ilk fotoğraf gösterisi olarak değerlendirip karar verdim.

Ama bu anı seviyorum çünkü hayal edebiliyorum ne yapayım? veya hangisi daha iyi?

Bekleyen iyi bir dalga gibi. Gerçekten çok değerli bir zaman! çok komik.

Her neyse, bir.ai dosyası ve.pdf dosyası da eklemek istiyorum.

Kasa delmeye hazırlanmak için tasarımı A4 boyutunda yapışkanlı kağıda yazdırın ve kasaya yapıştırın.

Kasayı deldiğinizde işaretler olacak ve muhafazanın kozmetik tasarımı olacak.

Kağıt kirlenirse, lütfen soyun ve kağıdı tekrar yapıştırın.

Kasa delme için hazırlandıysanız kasanın üzerindeki merkez işaretlerine göre kasayı delmeye başlayabilirsiniz.

Yapıştırılan kağıt üzerindeki deliklerin boyutunu 8Φ, 6Φ olarak tanımlamanızı şiddetle tavsiye ederim.

Aletlerin kullanımı elektrikli matkap, matkap uçları, kademeli matkap uçları ve el nibbler aleti veya dremel aletidir.

Lütfen dikkatli olun ve kazayı önlemek için yeterli zaman ayırın.

Emniyet

Güvenlik gözlükleri ve Koruyucu Eldivenler gereklidir.

Adım 3: ① AC Giriş Bölümü

Kasa delme ve bitirme işlemlerini bitirdikten sonra elektrik panolarını ve kablolamalarını yapmaya başlayalım.

İşte parça listesi. Bazı bağlantılar için üzgünüm Japon satıcılar içindir.

Umarım yakınınızdaki satıcılardan benzer parçalar alabilirsiniz.

1. ① AC Giriş bölümünün kullanılmış parçaları

Satıcı: Marutsu parçaları- 1 x RC-3:

Fiyat: 1, 330 Yen (yaklaşık 12 ABD Doları)

- 1 x 24V 2A AC Güç Trafosu[HT-242]:

Fiyat: ￥ 2, 790 (yaklaşık 26 ABD Doları) 220V girişten hoşlanıyorsanız, [2H-242] ￥2, 880'i seçin

- Fişli 1 x AC kodu:

Fiyat: ￥180 (yaklaşık 1,5 ABD Doları)

- 1 x AC Sigorta kutusu 【F-4000-B】 Sato Parçaları: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/15361/Fiyat: ￥180 (yaklaşık 1,5 ABD Doları)

- 1 x AC Güç Anahtarı (Büyük) NKK 【M-2022L/B】:https://www.marutsu.co.jp/pc/i/15771/Fiyat:￥380 (yaklaşık 3,5 ABD$)

- 1 x 12V/24V Anahtar (küçük) Miyama 【M5550K】:https://www.marutsu.co.jp/pc/i/112704/Fiyat:￥181 (yaklaşık 1,7 ABD Doları)

- 1 x Köprü doğrultucu diyot (büyük) 400V 15A 【GBJ1504-BP】:https://www.marutsu.co.jp/pc/i/12699673/Fiyat:￥318 (yaklaşık 3,0 ABD Doları)

- 1 x Köprü doğrultucu diyot (küçük) 400V 4A 【GBU4G-BP】:https://www.marutsu.co.jp/pc/i/12703750/Fiyat:￥210 (yaklaşık 2,0 ABD Doları)

- 1 x Büyük kondansatör 2200uf 50V【ESMH500VSN222MP25S】:https://www.marutsu.co.jp/pc/i/52022/Fiyat:￥440(yaklaşık. US$4.0)

- 1 x 4p Gecikmeli terminal 【L-590-4P】:https://www.marutsu.co.jp/pc/i/17474/Fiyat:￥80(yaklaşık 0,7 ABD Doları)

Japonca siteye uygunsuz bağlantı için özür dilerim, lütfen benzer parçaları ele alan satıcıyı bu bağlantılara atıfta bulunarak arayın.

Adım 4: ② Orta Bölüm (DC Kontrol Devresi)

Buradan, ana güç kaynağı DC voltajının kontrol kısmıdır.

Bu bölümün işleyişi daha sonra simülasyon sonuçlarına göre de açıklanacaktır.

Temel olarak, 3A'ya kadar büyük akım çıkış yeteneği için büyük bir güç transistörlü klasik LM317T kullanıyorum.

Ve 1.25V LM317T minimum çıkış voltajını iptal etmek için Vf'den Q2 Vbe'ye D8 diyot ekledim.

Sanırım D8'in Vf'si yaklaşık. 0.6V ve Q2 Vbe de yakl. 0,65V ise toplam 1,25V olur.

(Ancak bu voltaj If ve Ibe'ye bağlıdır, bu nedenle bu yöntemin kullanılmasına özen gösterilmesi gerekir)

Noktalı çizgi ile çevrelenen Q3'ün etrafındaki kısım monte edilmemiştir. (gelecekteki termal kapatma özelliği için isteğe bağlı olarak.)

Kullanılan parçalar aşağıdaki gibidir, 0．1Ω 2W Akizuki Densho

soğutucu 【34H115L70】Multsu Parts

Doğrultucu Diyot (100V 1A) IN4001 ebay

LM317T Voltaj Kontrolü IC Akizuki Denshi

Genel Amaçlı NPN Tr 2SC1815 Akizuki Denshi

U2 LT6106 Current Sense IC Akizuki Denshi

LT6106 (SOT23) Akizuki Denshi için adım dönüştürme PCB'si

U3 Karşılaştırıcı IC NJM2903 Akizuki Denshi

POT 10kΩ、500Ω、５KΩ Akizuki Denshi

Adım 5: ③ Çıktı Bölümü

Son kısım Çıktı Bölümüdür.

Retro analog sayaçları severim, sonra analog sayacı benimsedim.

Ve çıkış koruması için bir Çoklu Anahtar (sıfırlanabilir sigorta) benimsedim.

Kullanılan parçalar aşağıdaki gibidir, Sıfırlanabilir sigorta 2.5Ａ REUF25 Akizuki Denshi

2.2KΩ 2W boşaltma kaydedici Akizuki Denshi

32V Analog volt metre (Panel metre) Akizuki Denshi

3A Analog volt metre (Panel metre) Akizuki Denshi

Çıkış Terminali MB-126G Kırmızı ve Siyah Akizuki Denshi

Evrensel Ekmek Tahtası 210 x 155mm Akizuki Denshi

Ekmek tahtası terminali (istediğiniz gibi) Akizuki

Adım 6: Montajı ve Testi Bitirin

Şimdiye kadar, ana kartınızın da tamamlandığını düşünüyorum.

Lütfen kasaya bağlı bölmeler, sayaçlar, terminaller gibi parçalara kablolama ile devam edin.

Projeyi yapmayı bitirdiyseniz.

Son adım, projeyi test etmektir.

Bu analog güç kaynağının temel özellikleri şunlardır:

1, 0~30V çıkış voltajı kaba ayarı ve ince ayarı.

2, 0~2.0A sınırlayıcılı çıkış akımı (Transformatör spesifikasyonu altında kullanılmasını tavsiye ederim.)

3, çevresel kaybı azaltmak için arka panelde çıkış voltajı değiştirme anahtarı

(0～12V, 12～30V)

Temel Test

Devre çalışmasının test edilmesi.

Fotoğrafta gösterildiği gibi sahte yük olarak 5W 10Ω direnç kullandım.

5V ayarladığınızda 0,5A sağlar. 10V 1A, 20V 2.0A.

Ve mevcut limiti favori seviyenize ayarladığınızda, akım limitleyici çalışır.

Bu durumda, çıkış akımınızı ayarladığınıza göre çıkış voltajı düşüyor.

Osiloskop dalga formu Testi

Size osiloskop dalga formlarını da göstermek istiyorum.

İlk dalga biçimi, ünitenin gücünü açtığınızda voltaj yükselen dalga biçimidir.

CH1(Mavi) doğrultucudan hemen sonra ve 2200uF kapasitör yakl. 35V 5V/böl).

CH2(Gökyüzü mavisi), ünitenin çıkış voltajıdır (2V/böl). 12V'a ayarlanır ve giriş dalgalanmasını azaltır.

İkinci dalga biçimi büyütülmüş dalga biçimidir.

CH1 ve CH2 artık 100mV/div'dir. LM317 IC geri beslemesi doğru çalıştığından CH2 dalgalanması gözlemlenmiyor.

Bir sonraki adım, 500mA akım yüküyle (22Ω 5W) 11V'de test etmek istiyorum. Ohm'un düşük I = R / E değerini hatırlıyor musunuz?

Daha sonra CH1 giriş voltajı dalgalanması 350mVp-p'ye kadar büyüyor, ancak CH2 çıkış voltajında da dalgalanma gözlenmedi.

Aynı 500mA yüke sahip bazı DC-DC arka tip regülatörlerle karşılaştırmak istiyorum.

CH2 çıkışında büyük 200mA anahtarlama gürültüsü gözlemleniyor.

Gördüğün gibi, Genel olarak konuşursak, Analog güç kaynağı düşük gürültülü ses uygulamasına uygundur.

Peki ya bu ?

Başka sorunuz varsa, lütfen bana sormaktan çekinmeyin.

Adım 7: Ek 1: Devre Çalışma Detayları ve Simülasyon Sonuçları

Vay canına, ilk gönderime 1k'dan fazla okuyucu geldi.

Ben sadece sayısız görüntüleme sayacını görmek için mezun oldum.

Neyse konumuza dönmek istiyorum.

Giriş Bölümü Simülasyon sonuçları

Devre tasarımını doğrulamak için LT Spice simülatörünü kullandım.

LT Spice'ın nasıl kurulacağı veya nasıl kullanılacağı ile ilgili olarak lütfen google'da arayın.

Öğrenmek için ücretsiz ve iyi bir analog simülatördür.

İlk şema LT Spice simülasyonu için basitleştirilmiş ve.asc dosyasını da eklemek istiyorum.

İkinci şema, giriş simülasyonu içindir.

Transformatör için karşılaştırmalı özellikler olarak bir voltaj kaynağı DC ofset 0, genlik 36V, frekans 60Hz ve giriş direnci 5ohm tanımladım. Bildiğiniz gibi trafo çıkış voltajı rms olarak gösteriliyor, o zaman 24Vrms çıkışı 36Vpeak olmalıdır.

İlk dalga biçimi voltaj kaynağı + (yeşil) ve köprü doğrultucu + w/ 2200uF(mavi) şeklindedir. 36V civarına gidecek.

LT Spice değişken potansiyometre kullanamadı, bu devreye sabit bir değer ayarlamak istiyorum.

Çıkış voltajı 12V akım limiti 1A gibi. Bir sonraki adıma geçmek istiyorum.

LT317T kullanan Voltaj Kontrol Bölümü

Bir sonraki şekil LT317'nin çalışmasını gösterir, temel olarak LT317, şönt regülatör olarak çalışır, bu, Çıkış voltajı pininin Adj'ye ayarlandığı anlamına gelir. pin, giriş voltajından bağımsız olarak her zaman 1,25V referans voltajıdır.

Ayrıca R1 ve R2'de belirli bir akım sızması anlamına gelir. Geçerli LM317 ayarı pin to R2 de var, ancak 100uA kadar küçük, o zaman ihmal edebiliriz.

Buraya kadar, R1'de sızdıran akım I1'in her zaman sabit olduğunu açıkça anlayabilirsiniz.

O zaman R1: R2=Vref(1.25V): V2 formülünü yapabiliriz. 220Ω ila R1 ve 2.2K ila R2'yi seçiyorum, Daha sonra formül V2= 1.25V x 2.2k / 220 = 12.5V'a dönüştürülür. Gerçek çıkış voltajının V1 ve V2 olduğunu unutmayın.

Daha sonra LM317 çıkış pininde ve GND'de 13.75V görünür. Ayrıca R2'nin sıfır olduğu, 1.25V çıkış olduğunun farkında

geriye kalmak.

Sonra basit bir çözüm kullandım, 1.25V'yi iptal etmek için sadece çıkış transistörü Vbe ve diyot Vf'yi kullanıyorum.

Genel konuşma Vbe ve Vf, 0,6 ila 0,7V civarındadır. Ama aynı zamanda Ic - Vbe ve If - Vf karakterlerinin de farkında olmalısınız.

1.25V iptal için bu yöntemi kullandığınızda belli bir bleeder akımına ihtiyaç olduğunu gösterir.

Bu nedenle bir boşaltma kaydı R13 2.2K 2W ekliyorum. Yaklaşık kanar. 12V çıkış olduğunda 5mA.

Buraya kadar anlatmaktan biraz yoruldum. Öğle ve öğle yemeği birasına ihtiyacım var.(lol)

Ardından, önümüzdeki haftaya kademeli olarak devam etmek istiyorum. Rahatsızlığınız için çok üzgünüm.

Bir sonraki adım, LT Spice yük parametresi adım simülasyonunu kullanarak akım sınırlayıcının tam olarak nasıl çalıştığını açıklamak istiyorum.

LT6106 kullanan Akım Sınırlayıcı Bölümü

Lütfen Doğrusal Teknoloji Sitesini ziyaret edin ve LT6106 uygulaması için veri sayfasına bakın.

www.linear.com/product/LT6106

5A örneği için AV=10'u açıklayan Tipik uygulamayı açıklamak için çizimi göstermek istiyorum.

0.02 ohm'luk bir akım algılama kaydı vardır ve çıkış pininden algılanan çıkış şimdi 200mV/A'dır.

çıkış pimi 5A'da 1V'a kadar yükselir, değil mi?

Bu tipik örneği göz önünde bulundurarak uygulamamı düşünelim.

Bu sefer 2A altında akım limiti kullanmak istiyoruz, o zaman 0.1 ohm uygundur.

Bu durumda çıkış pimi 2A'da 2V yükselir mi? Bu, duyarlılığın artık 1000mV/A olduğu anlamına gelir.

Bundan sonra yapmamız gereken, LM317 ADJ pinini jenerik karşılaştırıcı ile AÇ / KAPAT

NJM2903 LM393 veya LT1017 gibi ve 2SC1815 veya BC337 gibi jenerik NPN transistör?

eşik olarak algılanan voltaj ile kesilen.

Buraya kadar devre anlatımı bitti ve şimdi komple devre simülasyonlarına başlayalım!

Adım 8: Ek 2: Devre Adım Simülasyonu ve Simülasyon Sonuçları

Adım simülasyonu denen şeyi açıklamak istiyorum.

Her zamanki basit simülasyon sadece bir koşulu simüle eder, ancak adım simülasyonu ile koşulları sürekli olarak değiştirebiliriz.

Örneğin, yük kaydı R13 için adım simülasyon tanımı sonraki fotoğrafta ve aşağıda gösterilmiştir.

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

{Rf} gibi gösterilen R13 değerinin 1K ohm, (100, 24, 12, 6) ile 3 ohm arasında değiştiği anlamına gelir.

Açıkça anlaşılacağı gibi, R'yi yüklemek için çekilen 1K ohm akım ①12mA olduğunda

(çünkü çıkış voltajı şimdi 12V olarak ayarlanmıştır).

ve 100 ohm'da ②120mA, 12 ohm'da ③1A, 6 ohm'da ④2A, 3 ohm'da ⑤4A.

Ancak eşik voltajının R3 8k ve R7 2k tarafından 1V'a ayarlandığını görebilirsiniz (ve karşılaştırıcı voltajı 5V'dir).

Daha sonra ③ koşulundan akım sınırlayıcı devrenin çalışması gerekir. Bir sonraki çizim simülasyon sonucudur.

Buraya kadar buna ne dersin?

anlamak biraz zor olabilir. çünkü simülasyon sonucunun okunması zor olabilir.

Yeşil çizgiler çıkış voltajını ve mavi çizgiler çıkış akımını gösterir.

12 ohm 1A'ya kadar voltajın nispeten sabit olduğunu görebilirsiniz, ancak akımı 1A ile sınırlamak için 6 ohm 2A voltaj 6V'a düşer.

DC çıkış voltajının 12mA'dan 1A'ya biraz düştüğünü de görebilirsiniz.

Bir önceki bölümde açıkladığım gibi neredeyse Vbe ve Vf çizgisizliğinden kaynaklanıyor.

Bir sonraki simülasyonu eklemek istiyorum.

Ekteki simülasyon şemasında D7'yi atlarsanız, çıkış voltajı sonuçları nispeten kararlı olacaktır.

(ancak çıkış voltajı elbette öncekinden daha yüksek oluyor.)

Ama bu bir tür takas, çünkü istikrar biraz kaybolsa bile bu projeyi 0V'dan kontrol etmek istiyorum.

LT Spice gibi analog simülasyon kullanmaya başlarsanız, analog devre fikrinizi kontrol etmek ve denemek kolaydır.

Ummm, sonunda tam açıklamayı bitirmiş gibiyim.

Hafta sonu için birkaç biraya ihtiyacım var (lol)

Bu proje hakkında herhangi bir sorunuz varsa, lütfen bana sormaktan çekinmeyin.

Ve umarım hepiniz makalemle iyi bir DIY hayatının tadını çıkarırsınız!

Saygılarımızla,