DIY аналогово променливо захранване с пейка W/ прецизен токов ограничител: 8 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

В този проект ще ви покажа как да използвате известния LM317T с транзистор за захранване на ток и как да използвате усилвател на ток с линейна технология LT6106 за прецизен токов ограничител. Тази схема може да ви позволи да използвате до повече от 5А, но този път той се използва само за 2A леко натоварване, защото избирам сравнително малък трансформатор 24V 2A и малък корпус. И аз предпочитам изходното напрежение от 0.0V, след това добавям някои диоди (и) последователно, за да анулирам LM317 минимално изходно напрежение 1.25V. тази спецификация също така ви позволява защита от късо съединение. Тези вериги се комбинират, за да се създаде аналогово променливо захранване, което генерира 0.0V-28V и 0.0A-2A с прецизен ограничител на тока. Ефективността на регулиране и шум на пода е доста добра в сравнение със захранващите устройства, подобни на DC-DC преобразувател. Затова този модел е по -добре да се използва специално за аналогови аудио приложения. Да започваме !

Стъпка 1: Схеми и списък с части

Искам да ви покажа цялата схема на този проект.

Бях разделил схемата на отвора на три части за по -лесно обяснение.

Бих искал да продължа да обяснявам съответно списъка с части за всеки раздел.

Стъпка 2: Подготовка за пробиване на кутията и пробиване

Първо трябва да съберем външните части и да пробием корпуса (заграждението).

Дизайнът на корпуса на този проект е направен с Adobe illustrator.

Що се отнася до поставянето на части, направих много опити и грешки, обмисляйки и решавайки, както показва първата снимка.

Но аз обичам този момент, защото мога да мечтая какво да направя? или кое е по -добре?

Това е като чакаща добра вълна. Това наистина е скъпоценно време! хаха.

Както и да е, бих искал да прикача и файл.ai и.pdf файл.

За да се подготвите за пробиване на кутии, отпечатайте дизайна върху лепилна хартия с размер А4 и го залепете към кутията.

Това ще бъде белег, когато пробивате корпуса, и това ще бъде козметичният дизайн на заграждението.

Ако хартията се замърси, отлепете я и залепете отново хартията.

Ако сте се подготвили за пробиване на кутия, можете да започнете пробиването на кутията според централните маркировки на кутията.

Силно ви препоръчвам да опишете размера на отворите върху залепената хартия като 8Φ, 6Φ по този начин.

Използваните инструменти са електрическа бормашина, свредла, стъпаловидни свредла и ръчен инструмент за фрезоване или инструмент за дремел.

Моля, бъдете внимателни и отделете достатъчно време, за да избегнете инцидент.

Безопасност

Необходими са предпазни очила и предпазни ръкавици.

Стъпка 3: ① Секция AC вход

След като приключим с пробиването и завършването на корпуса, нека започнем да правим електрическите табла и окабеляването.

Ето списъка с части. Съжалявам, че някои връзки са за японски продавач.

Надявам се, че можете да получите подобни части от близките си продавачи.

1. Използвани части от секцията ① AC вход

Продавач: части Marutsu- 1 x RC-3:

Цена: ￥ 1, 330 (приблизително 12 щ.д.)

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

Цена: ￥ 2, 790 (приблизително 26 щ.д.), ако харесвате 220V вход, изберете [2H-242] ￥ 2, 880

- 1 x AC код с щепсел:

Цена: ￥ 180 (приблизително 1,5 щ.д.)

-1 x AC предпазител кутия 【F-4000-B】 Sato части: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/15361/Cena:￥180 (приблизително 1,5 щ.д.)

- 1 х превключвател за променливотоково захранване (голям) NKK 【M-2022L/B】: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/15771/ Цена: ￥ 380 (приблизително 3,5 щ.д.)

- 1 x 12V/24V превключвател (малък) Miyama 【M5550K】: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/112704/ Цена: ￥ 181 (приблизително 1,7 щ.д.)

- 1 x мостови токоизправител (голям) 400V 15A 【GBJ1504-BP】: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/12699673/ Цена: ￥ 318 (приблизително 3,0 щ.д.)

- 1 x мостови токоизправител (малък) 400V 4A 【GBU4G-BP】: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/12703750/ Цена: ￥ 210 (приблизително 2,0 щ.д.)

- 1 x Голям кондензатор 2200uf 50V 【ESMH500VSN222MP25S】: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/52022/Цена: ￥ 440 (приблизително 4,0 щ.д.)

-1 x 4p изоставен терминал 【L-590-4P】: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/17474/ Цена: ￥ 80 (приблизително 0,7 щ.д.)

Извинете за неудобната връзка към японския сайт, моля, потърсете продавач, боравящ с подобни части, като посочите тези връзки.

Стъпка 4: ② Средна секция (DC управляваща верига)

Оттук нататък тя е управляващата част на постояннотоковото напрежение на основното захранване.

Работата на тази част ще бъде обяснена по -късно въз основа на резултатите от симулацията.

По принцип използвам класическия LM317T с голям захранващ транзистор за голяма изходна способност на тока до 3А.

И за да анулирам 1.25V LM317T минимално изходно напрежение, добавих D8 диод за Vf към Q2 Vbe.

Предполагам, че Vf на D8 е приблизително. 0.6V и Q2 Vbe също прибл. 0.65V, тогава общата стойност е 1.25V.

(Но това напрежение зависи от If и Ibe, така че е необходимо да се внимава, за да се използва този метод)

Частта около Q3, заобиколена от пунктирана линия, не е монтирана. (за опция за бъдеща функция за термично изключване.)

Използваните части са както по -долу, 0．1Ω 2W Akizuki Densho

радиатор 【34H115L70】 части Multsu

Токоизправител (100V 1A) IN4001 ebay

LM317T Контрол на напрежението IC Akizuki Denshi

General Purose NPN Tr 2SC1815 Akizuki Denshi

U2 LT6106 Current Sense IC Akizuki Denshi

Pitch конвертира печатна платка за LT6106 (SOT23) Akizuki Denshi

U3 Comparator IC NJM2903 Akizuki Denshi

POT 10kΩ 、 500Ω 、 ５KΩ Akizuki Denshi

Стъпка 5: ③ Изходна секция

Последната част е Output Section.

Харесвам ретро аналогови измервателни уреди, след това приех аналогов измервателен уред.

И аз приех Poly Switch (нулируем предпазител) за защита на изхода.

Използваните части са както по -долу, Възстановяем предпазител 2.5Ａ REUF25 Akizuki Denshi

2.2KΩ 2W обезвъздушител Akizuki Denshi

32V аналогов волтметър (панелен измервател) Akizuki Denshi

3A Аналогов волтметър (панелен измервател) Akizuki Denshi

Изходен терминал MB-126G Червено и черно Akizuki Denshi

Универсална дъска за хляб 210 x 155 мм Akizuki Denshi

Терминал за дъска за хляб (колкото искате) Akizuki

Стъпка 6: Завършете сглобяването и тестването

Досега мисля, че основната ви дъска също беше завършена.

Моля, продължете с окабеляването към части, прикрепени към кутията, като шушулки, измервателни уреди, клеми.

Ако сте завършили създаването на проекта.

Последната стъпка е тестване на проекта.

Основните спецификации на това аналогово захранване са

1, 0 ～ 30V грубо регулиране и фино регулиране на изходното напрежение.

2, 0 ～ 2.0A изходен ток с ограничител (препоръчвам да се използва според спецификациите на трансформатора)

3, превключвател за промяна на изходното напрежение на задния панел за намаляване на загубите на околната среда

(0 ～ 12V, 12 ～ 30V)

Основни тестове

Тестване на работата на веригата.

Използвах 5W 10Ω резистор като манекен, както е показано на снимката.

Когато настроите 5V, той осигурява 0.5A. 10V 1A, 20V 2.0A.

И когато регулирате текущото ограничение до любимото си ниво, текущият ограничител работи.

В този случай изходното напрежение става все по -ниско в зависимост от регулиращия изходен ток.

Тестване на формата на осцилоскоп

Бих искал да ви покажа и осцилоскопските форми на вълната.

Първата форма на вълната е нарастваща напрежение, когато включите захранването на устройството.

CH1 (синьо) е точно след токоизправител и 2200uF кондензатор прибл. 35V 5V/div).

CH2 (небесно синьо) е изходното напрежение на устройството (2V/div). Регулира се до 12V и намалява входящата вълна.

Втората форма на вълната е увеличена форма.

CH1 и CH2 сега са 100 mV/дел. CH2 пулсация не се наблюдава поради обратната връзка на LM317 IC, която работи правилно.

Следващата стъпка бих искал да тествам при 11V с 500mA токов товар (22Ω 5W). Помните ли ниското ниво на Ом I = R / E?

Тогава пулсацията на входното напрежение на CH1 става по-голяма до 350mVp-p, но не се наблюдава пулсация и на изходното напрежение на CH2.

Бих искал да сравня с някой DC-DC регулатор на гърба със същото натоварване 500mA.

На изхода CH2 се наблюдава голям шум при превключване от 200 mA.

Както виждаш, Най -общо казано, аналоговото захранване е подходящо за нискошумно аудио приложение.

Какво ще кажете за това ?

Ако имате допълнителни въпроси, не се колебайте да ме попитате.

Стъпка 7: Приложение 1: Подробности за работата на веригата и резултатите от симулацията

Уау, толкова много читателски над 1k бяха посетени до първия ми пост.

Просто съм объркан да видя многобройния брояч на изгледи.

Е, бих искал да се върна към темата си.

Резултати от симулацията на входния раздел

Използвал съм симулатор на LT Spice, за да проверя дизайна на веригата.

По отношение на това как да инсталирате или как да използвате LT Spice, моля, потърсете го в Google.

Това е безплатен и добър аналогов симулатор за учене.

Първата схема е опростена за симулация на LT Spice и бих искал да прикача и.asc файл.

Втората схема е за симулация на вход.

Определих източник на напрежение DC компенсиране 0, амплитуда 36V, честота 60Hz и входен резистор 5ohm като сравнителни характеристики за трансформатора. Както знаете, изходното напрежение на трансформатора се показва в rms, тогава изходът 24Vrms трябва да бъде 36Vpeak.

Първата форма на вълната е източник на напрежение + (зелен) и мостов токоизправител + w/ 2200uF (син). Ще достигне около 36V.

LT Spice не може да използва променлив потенциометър, бих искал да задам фиксирана стойност на тази верига.

Изходно напрежение 12V токова граница 1A така. Бих искал да продължа към следващата стъпка.

Секция за управление на напрежението с помощта на LT317T

Следващата фигура показва работата на LT317, основно LT317 работи като така наречения регулатор на шунта, което означава, че изходното напрежение на щифта към Adj. щифтът винаги е 1,25V референтно напрежение независимо от входното напрежение.

Това също означава, че определен ток кърви в R1 и R2. Текущият LM317 прил. ПИН към R2 също съществуват, но твърде малки като 100uA, тогава можем да го пренебрегнем.

До този момент можете ясно да разберете, че токът I1, който кърви в R1, е винаги постоянен.

Тогава можем да направим формулата R1: R2 = Vref (1.25V): V2. Избирам 220Ω към R1 и 2.2K до R2, Тогава формулата се трансформира V2 = 1.25V x 2.2k / 220 = 12.5V. Имайте предвид, че реалното изходно напрежение е V1 и V2.

Тогава 13.75V се появява на изходния щифт LM317 и GND. Също така имайте предвид, че когато R2 е нула, 1.25V изход

остават.

Тогава използвах просто решение, просто използвам изходния транзистор Vbe и диод Vf за анулиране на 1.25V.

Най -общо казано Vbe и Vf са около 0,6 до 0,7V. Но вие също трябва да знаете за Ic - Vbe и If - Vf charactoristcs.

Той показва, че е необходим определен ток на обезвъздушаване, когато използвате този метод за анулиране на 1.25V.

Затова добавям регистър за обезвъздушаване R13 2.2K 2W. Кървене прибл. 5mA при изход 12V.

До този момент съм малко уморен да обяснявам. Имам нужда от обяд и обядна бира. (Хаха)

След това бих искал постепенно да продължа следващата седмица. Съжалявам за неудобството.

Следващата стъпка бих искал да обясня как точно работи ограничителят на тока, използвайки стъпка за симулация на параметър натоварване на LT Spice.

Секция за ограничаване на тока, използваща LT6106

Моля, посетете сайта за линейни технологии и вижте листа с данни за приложението LT6106.

www.linear.com/product/LT6106

Бих искал да покажа чертежа, за да обясня типичното приложение, което описва AV = 10 за пример 5А.

Съществува 0,02 ома токов регистър и тогава изходният изход от извода е 200 mV/A

изходният щифт ще се повиши до 1V при 5А, нали?

Нека помислим за моето приложение, имайки предвид този типичен пример.

Този път бихме искали да използваме ограничение на тока под 2А, тогава 0,1 ома е подходящ.

В този случай изходът на щифта се повишава 2V при 2A? Това означава, че чувствителността вече е 1000mV/A.

След това трябва да направим, просто включете / изключете щифта LM317 ADJ с общия сравнител

като NJM2903 LM393 или LT1017 и генеричен NPN транзистор като 2SC1815 или BC337?

които прекъсват с откритото напрежение като праг.

До този момент обяснението на веригата приключи и нека започнем пълна симулация на веригата!

Стъпка 8: Приложение 2: Симулация на стъпка по веригата и резултати от симулацията

Бих искал да обясня така наречената симулация на стъпки.

Обичайната проста симулация симулира само едно условие, но със стъпаловидна симулация можем да променяме условията непрекъснато.

Например дефиницията на симулация на стъпки за регистър на натоварване R13 е показана на следващата снимка и по -долу.

. стъпка параметър Rf списък 1k 100 24 12 6 3

Това означава, че стойността на R13, показана като {Rf}, варира от 1K ом, (100, 24, 12, 6) до 3 ома.

Както очевидно се разбира, когато 1K ом ток, изтеглен към товар R, е ①12mA

(тъй като сега изходното напрежение е настроено на 12V).

и ②120mA при 100 ома, ③1A при 12 ома, ④2A при 6 ома, ⑤4A при 3 ома.

Но можете да видите, че праговото напрежение е зададено на 1V от R3 8k и R7 2k (а напрежението за сравнителя е 5V).

Тогава от условие ③ трябва да работи веригата на ограничителя на тока. Следващият чертеж е резултат от симулация.

Какво ще кажете за това до тук?

Може да е малко трудно за разбиране. тъй като резултатът от симулацията може да бъде труден за четене.

Зелените линии показват изходното напрежение, а сините линии показват изходния ток.

Можете да видите, че напрежението е относително стабилно до 12 ома 1A, но от 6 ома 2А напрежението намалява до 6V, за да ограничи тока до 1А.

Можете също да видите, че DC изходното напрежение от 12mA до 1A е малко спаднало.

Почти е причинено от нелинейността на Vbe и Vf, както обясних в предишния раздел.

Бих искал да добавя следващата симулация.

Ако пропуснете D7 на схемата за симулация, както е приложена, резултатите от изходното напрежение ще бъдат относително стабилни.

(но изходното напрежение става по -високо от предишното, извън курса.)

Но това е нещо като компромис, защото бих искал да контролирам този проект от 0V, дори ако стабилността е малко загубена.

Ако започнете да използвате аналогова симулация като LT Spice, лесно е да проверите и опитате вашата идея за аналогова схема.

Хм, в крайна сметка изглежда, че в крайна сметка приключих с пълното обяснение.

Имам нужда от бира за уикенда (хаха)

Ако имате въпроси относно този проект, моля не се колебайте да ме попитате.

И се надявам всички вие да се насладите на добър DIY живот с моята статия!

За разбирането,