DIY analóg, variálható padtápegység, precíziós áramkorlátozó: 8 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

Ebben a projektben megmutatom, hogyan kell használni a híres LM317T -t Current Booster teljesítménytranzisztorral, és hogyan kell használni a Linear Technology LT6106 áramérzékelő erősítőt a precíziós áramkorlátozóhoz. Ez az áramkör lehetővé teszi, hogy akár 5A -t is használjon, de ezúttal csak 2A könnyű terhelésre használják, mert 24V 2A viszonylag kicsi transzformátort és kis házat választok. És jobban szeretem a kimeneti feszültséget 0,0V -tól, majd sorba adok néhány diódát, hogy megszüntessem az LM317 minimális kimeneti feszültségét 1,25V. ezt a spec. lehetővé teszi a rövidzárlat elleni védelmet is. Ezeket az áramköröket kombinálva analóg, változó teljesítményű tápegységet hoznak létre, amely 0,0V-28V és 0,0A-2A generál precíziós áramkorlátozóval. A szabályozás és a zajszint nagyon jó a szimulátor DC-DC konverter alapú tápegységeihez képest. Ezért ezt a modellt különösen analóg audio alkalmazásokhoz érdemes használni. Lássunk neki !

1. lépés: Vázlatos és alkatrészlista

Szeretném megmutatni a projekt teljes vázlatát.

A lyuk vázlatát három részre osztottam a könnyű magyarázat érdekében. ① AC bemeneti szakasz, ② középső szakasz (DC vezérlőáramkörök), ③ kimeneti szakasz.

Továbbra is szeretném ismertetni az egyes részek alkatrészlistáját.

2. lépés: Felkészülés a tok fúrására és fúrás

Először össze kell gyűjtenünk a külső részeket, és fúrni kell a tokot (házat).

Ennek a projektnek a tervezése Adobe illustrator segítségével történt.

Ami az alkatrészek elhelyezését illeti, sok kísérletet és hibát vittem végig, amikor az első fényképként megmutattam és úgy döntöttem.

De szeretem ezt a pillanatot, mert álmodozhatok, mit tegyek? vagy melyik a jobb?

Olyan ez, mint egy jó várakozás. Valóban értékes ez az idő! lol.

Mindenesetre szeretnék csatolni egy an.ai fájlt és.pdf fájlt is.

A tokfúrás előkészítéséhez nyomtassa ki a rajzot A4 méretű ragasztópapírra, és ragassza rá a tokra.

A tok fúrása során jelek lesznek, és ez lesz a ház kozmetikai terve.

Ha a papír piszkos lett, húzza le, és ragassza vissza.

Ha felkészült a tokfúrásra, akkor a tok fúrását a házon lévő középső jelek szerint kezdheti meg.

Erősen javaslom, hogy a ragasztott papír lyukainak méretét 8Φ, 6Φ -ként írja le.

Szerszámok: elektromos fúró, fúrószár, lépcsőfúró, valamint kézi rágószerszám vagy dremel szerszám.

Kérjük, legyen óvatos és szánjon elegendő időt a balesetek elkerülésére.

Biztonság

Védőszemüveg és védőkesztyű szükséges.

3. lépés: ① AC bemeneti szakasz

A tok fúrásának és befejezésének befejezése után kezdjük el az elektromos táblák és kábelezés elkészítését.

Itt található az alkatrészek listája. Elnézést, néhány link japán eladónak szól.

Remélem hasonló alkatrészeket szerezhet be a közeli eladóktól.

1. A ① AC bemenet rész használt részei

Eladó: Marutsu alkatrészek- 1 x RC-3:

Ár: ￥ 1, 330 (kb. 12 USD)

- 1 x 24V 2A váltakozó áramú transzformátor [HT-242]:

Ár: ￥ 2, 790 (kb. 26 USD), ha tetszik a 220 V-os bemenet, válassza a [2H-242] ￥ 2, 880 lehetőséget

- 1 x AC kód dugóval:

Ár: ￥ 180 (kb. 1,5 USD)

-1 x AC biztosítékdoboz 【F-4000-B】 Sato Parts: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/15361/Price:￥180 (kb. 1,5 USD)

- 1 x hálózati tápkapcsoló (nagy) NKK 【M-2022L/B】: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/15771/Ár: 0 380 (kb. 3,5 USD)

- 1 x 12V/24V kapcsoló (kicsi) Miyama 【M5550K】: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/112704/Ár: 1 181 (kb. 1,7 USD)

- 1 x híd egyenirányító dióda (nagy) 400V 15A 【GBJ1504-BP】: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/12699673/Ár: 8 318 (kb. 3,0 USD)

- 1 x híd egyenirányító dióda (kicsi) 400V 4A 【GBU4G-BP】: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/12703750/Ár: ￥ 210 (kb. 2,0 USD)

- 1 x nagyméretű kondenzátor 2200uf 50V (ESMH500VSN222MP25S): https://www.marutsu.co.jp/pc/i/52022/Ár: 40 440 (kb. 4,0 USD)

-1 x 4p késleltetett terminál (L-590-4P): https://www.marutsu.co.jp/pc/i/17474/Ár: ￥ 80 (kb. 0,7 USD)

Elnézést a kellemetlen linkért a japán oldalhoz, kérjük, keresse meg a hasonló alkatrészeket kezelő eladót, hivatkozva ezekre a linkekre.

4. lépés: ② középső szakasz (DC vezérlőáramkör)

Innen a fő tápegység egyenfeszültségének vezérlő része.

Ennek a résznek a működését később a szimulációs eredmények alapján is kifejtjük.

Alapvetően a klasszikus LM317T -t használom, nagy teljesítményű tranzisztorral, nagy áramkimeneti képességgel 3A -ig.

És az 1,25 V LM317T minimális kimeneti feszültség megszüntetéséhez hozzáadtam a Df diódát a Vf -hez a Q2 Vbe -hez.

Gondolom a D8 Vf -je kb. 0,6V és Q2 Vbe is kb. 0,65V, akkor a teljes 1,25V.

(De ez a feszültség függ az If -től és az Ibe -től, ezért óvatosnak kell lennie a módszer használatához)

A Q3 körüli, pontozott vonallal körülvett rész nincs felszerelve. (opcionális a jövőbeni hőleállítási funkcióhoz.)

A használt alkatrészek az alábbiak, 0．1Ω 2W Akizuki Densho

hűtőborda 【34H115L70】 Multsu alkatrészek

Egyenirányító dióda (100V 1A) IN4001 ebay

LM317T feszültségszabályozó IC Akizuki Denshi

General Purose NPN Tr 2SC1815 Akizuki Denshi

U2 LT6106 Current Sense IC Akizuki Denshi

Pitch convert PCB for LT6106 (SOT23) Akizuki Denshi

U3 összehasonlító IC NJM2903 Akizuki Denshi

POT 10kΩ, 500Ω, ５KΩ Akizuki Denshi

5. lépés: ③ Kimeneti szakasz

Az utolsó rész a Kimeneti szakasz.

Szeretem a retro analóg mérőket, akkor analóg mérőt vettem fel.

És a kimenet védelmére elfogadtam egy poli kapcsolót (visszaállítható biztosítékot).

A használt alkatrészek az alábbiak, Visszaállítható biztosíték 2.5Ａ REUF25 Akizuki Denshi

2.2KΩ 2W légtelenítő regisztráló Akizuki Denshi

32V analóg voltmérő (panelmérő) Akizuki Denshi

3A analóg voltmérő (panelmérő) Akizuki Denshi

Kimeneti terminál MB-126G Piros és fekete Akizuki Denshi

Univerzális kenyértábla 210 x 155 mm-es Akizuki Denshi

Terminál kenyértáblához (tetszés szerint) Akizuki

6. lépés: Az összeszerelés és a tesztelés befejezése

Eddig azt hiszem, hogy az alaplapod is elkészült.

Kérjük, folytassa a kábelezést a házhoz rögzített alkatrészekkel, például hüvelyekkel, mérőórákkal, sorkapcsokkal.

Ha befejezte a projekt elkészítését.

Az utolsó lépés a projekt tesztelése.

Ez az analóg tápegység alapvető specifikációja

1, 0 ～ 30V kimeneti feszültség durva beállítás és finombeállítás.

2, 0 ～ 2,0 A kimeneti áram korlátozóval (javaslom a transzformátor specifikáció szerinti használatát)

3, Kimeneti feszültségváltó kapcsoló a hátlapon a környezeti veszteség csökkentése érdekében

(0–12 V, 12–30 V)

Alapvető tesztelés

Az áramkör működésének tesztelése.

5W 10Ω ellenállást használtam próbabábu terhelésként, ahogy a képen is látható.

Ha 5V -ot állít be, akkor 0,5A -t biztosít. 10V 1A, 20V 2,0A.

És amikor az áramkorlátot a kedvenc szintjére állítja, az áramkorlátozó működik.

Ebben az esetben a kimeneti feszültség csökken a beállított kimeneti áramnak megfelelően.

Oszcilloszkóp hullámforma vizsgálata

Szeretném megmutatni az oszcilloszkóp hullámformáit is.

Az első hullámforma a feszültség emelkedő hullámforma, amikor bekapcsolja a készüléket.

A CH1 (kék) közvetlenül az egyenirányító és a 2200uF kondenzátor után kb. 35V 5V/oszt).

A CH2 (égkék) az egység kimeneti feszültsége (2V/div). 12 V -ra van állítva, és csökkenti a bemeneti hullámzást.

A második hullámforma a megnövelt hullámforma.

A CH1 és CH2 most 100 mV/oszt. A CH2 hullámzása nem figyelhető meg az LM317 IC visszacsatolásának megfelelően.

A következő lépésben szeretném tesztelni 11V -on 500 mA áramterheléssel (22Ω 5W). Emlékszel az Ohm alacsony I = R / E értékére?

Ekkor a CH1 bemeneti feszültség hullámzása 350 mVp-p-ra nő, de a CH2 kimeneti feszültségen sem észlelhető hullámzás.

Szeretném összehasonlítani néhány DC-DC hátsó típusú szabályozóval, ugyanazzal az 500 mA terheléssel.

Nagy, 200 mA kapcsolási zaj figyelhető meg a CH2 kimeneten.

Amint látod, Általánosságban elmondható, hogy az analóg tápegység alkalmas alacsony zajszintű audioalkalmazásokhoz.

Mit szólsz ?

Ha további kérdése van, kérdezzen bátran.

7. lépés: 1. függelék: Az áramkör működésének részletei és a szimulációs eredmények

Hú, nagyon sok 1 ezer feletti olvasót látogattam meg az első bejegyzésemhez.

Egyszerűen meg vagyok elégedve a sok nézetszámlálóval.

Nos, szeretnék visszatérni a témámhoz.

Bemeneti szakasz Szimulációs eredmények

Az LT Spice szimulátort használtam az áramkör kialakításának ellenőrzésére.

Az LT Spice telepítésével vagy használatával kapcsolatban kérjük, google -oljon.

Ingyenes és jó analóg szimulátor tanulni.

Az első vázlat egy egyszerűsített LT Spice szimuláció, és szeretnék csatolni.asc fájlt is.

A második vázlat a bemeneti szimulációra vonatkozik.

A transzformátor összehasonlító paramétereként egy feszültségforrás egyenáramú eltolását 0, amplitúdót 36 V, frekvenciát 60 Hz és bemeneti ellenállást határoztam meg 5 ohm. Mint tudod, a transzformátor kimeneti feszültsége effektív értékben jelenik meg, akkor a 24 Vrms kimenetnek 36 V -osnak kell lennie.

Az első hullámforma a feszültségforrás + (zöld) és a híd egyenirányító + w/ 2200uF (kék). 36V körül lesz.

Az LT Spice nem tudott változtatható potenciométert használni, fix értéket szeretnék beállítani erre az áramkörre.

Kimeneti feszültség 12V áramkorlát 1A így. Szeretném folytatni a következő lépést.

Feszültségszabályozó szakasz LT317T használatával

A következő ábra az LT317 működését mutatja, alapvetően az LT317 úgynevezett shunt szabályozóként működik, ez azt jelenti, hogy a kimeneti feszültség csapja az Adj. pin mindig 1,25V referencia feszültség, függetlenül a bemeneti feszültségtől.

Ez azt is jelenti, hogy bizonyos áramlások az R1 és R2 áramkörökben. A jelenlegi LM317 adj. pin -R2 is létezik, de túl kicsi, mint 100uA, akkor elhanyagolhatjuk.

Eddig tisztán meg lehet érteni azt az I1 áramot, amely az R1 -ben folyamatosan vérzik.

Ezután elkészíthetjük az R1 képletet: R2 = Vref (1,25V): V2. 220Ω -tól R1 -ig és 2,2K -tól R2 -ig választom, Ekkor a képlet átalakul V2 = 1,25V x 2,2k / 220 = 12,5V. Ügyeljen arra, hogy a valós kimeneti feszültség V1 és V2.

Ezután a 13.75V megjelenik az LM317 kimeneti tűn és a GND -n. És azt is tudnia kell, hogy amikor R2 nulla, 1,25 V kimenet

marad.

Akkor egyszerű megoldást használtam, csak a Vbe kimeneti tranzisztort és a Vf diódát használom az 1,25 V törléséhez.

Általánosságban elmondható, hogy a Vbe és a Vf 0,6-0,7 V körül van. De tudnia kell az Ic - Vbe és az If - Vf jellemzőkről is.

Ez azt mutatja, hogy egy bizonyos légtelenítő áramra van szükség, ha ezt a módszert használja az 1,25 V leállításához.

Ezért hozzáadok egy légtelenítő regisztert R13 2.2K 2W. Vérzik kb. 5 mA, 12 V -os kimenet esetén.

Eddig kicsit fáradt vagyok a magyarázkodásban. Kell az ebéd és az ebéd sör. (Lol)

Aztán fokozatosan szeretném folytatni a jövő hetet. Szóval elnézést a kellemetlenségért.

A következő lépésben szeretném elmagyarázni, hogyan működik pontosan az áramkorlátozó, az LT Spice terhelési paraméter lépésszimulációjával.

Áramkorlátozó szakasz LT6106 használatával

Kérjük, látogasson el a Linear Technology webhelyre, és tekintse meg az LT6106 alkalmazás adatlapját.

www.linear.com/product/LT6106

Szeretném bemutatni a rajzot, hogy elmagyarázza a Tipikus alkalmazást, amely leírja az AV = 10 értéket az 5A példában.

Van egy 0,02 ohmos áramérzékelő regiszter, és a kimeneti tű érzékelt kimenete most 200 mV/A

a kimeneti csap 1V -ra emelkedne 5A -nál, ugye?

Gondoljuk át az alkalmazásomat, ezt a tipikus példát szem előtt tartva.

Ezúttal 2A alatti áramkorlátot szeretnénk használni, akkor a 0,1 ohm megfelelő.

Ebben az esetben a tüske emelkedése 2V 2A -nál? Ez azt jelenti, hogy az érzékenység most 1000mV/A.

Ezután meg kell tennie, csak kapcsolja BE / KI az LM317 ADJ csapot az általános összehasonlítóval

mint például az NJM2903 LM393 vagy az LT1017 és az általános NPN tranzisztor, mint a 2SC1815 vagy a BC337?

amelyek az észlelt feszültséggel küszöbként megszakadnak.

Eddig az áramkör magyarázata véget ért, és kezdjük el a teljes áramkör szimulációt!

8. lépés: Függelék 2: Áramkör lépésszimuláció és szimulációs eredmények

Szeretném elmagyarázni az úgynevezett lépésszimulációt.

A szokásos egyszerű szimuláció csak egy feltételt szimulál, de lépésszimulációval folyamatosan megváltoztathatjuk a feltételeket.

Például az R13 terhelésregiszter lépésszimulációs definíciója látható a következő fotón és alább.

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

Ez azt jelenti, hogy az R13 érték, mint az {Rf}, 1K ohm (100, 24, 12, 6) és 3 ohm között változik.

Amint nyilvánvalóan érthető, amikor az R terhelésre vett 1K ohmos áram ①12mA

(mert a kimeneti feszültség most 12V).

és ②120mA 100 ohm, ③1A 12 ohm, ④2A 6 ohm, ⑤4A 3 ohm esetén.

De láthatja, hogy a küszöbfeszültség 1V -ra van állítva R3 8k és R7 2k (és az összehasonlító feszültsége 5V).

Ekkor a condition feltétel szerint az áramkorlátozó áramkörnek működnie kell. A következő rajz a szimulációs eredmény.

Mit szólsz idáig?

Kicsit nehéz lehet megérteni. mert a szimulációs eredmény nehezen olvasható.

A zöld vonalak a kimeneti feszültséget, a kék vonalak a kimeneti áramot mutatják.

Láthatja, hogy a feszültség viszonylag állandó 12 ohm 1A -ig, de 6 ohm 2A feszültségről 6V -ra csökken, hogy az áramot 1A -ra korlátozza.

Azt is láthatja, hogy a DC kimeneti feszültség 12 mA -ról 1 A -ra kissé lecsökkent.

Szinte a Vbe és a Vf un-linealitás okozza, amint azt az előző részben kifejtettem.

Szeretném hozzáadni a következő szimulációt.

Ha kihagyja a D7 -et a mellékelt szimulációs sematikus ábrán, a kimeneti feszültség eredménye viszonylag stabil lesz.

(de a kimeneti feszültség magasabb, mint az előző, természetesen.)

De ez egyfajta kompromisszum, mert szeretném ellenőrizni ezt a projektet 0 V -ról, még akkor is, ha a stabilitás egy kicsit elveszett.

Ha elkezdi használni az analóg szimulációt, mint az LT Spice, könnyen ellenőrizheti és kipróbálhatja analóg áramköri ötletét.

Hm, végül úgy tűnik, hogy befejeztem a teljes magyarázatot.

Kell egy pár sör a hétvégére (lol)

Ha bármilyen kérdése van ezzel a projekttel kapcsolatban, kérdezzen bátran.

És remélem, mindannyian élvezni fogjátok a jó barkácséletet a cikkemmel!

Üdvözlettel,