DIY Power Supply Bench Variable Power Supply W / Precision Current Limiter: 8 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:10

Dalam projek ini, saya akan menunjukkan kepada anda cara menggunakan LM317T yang terkenal dengan transistor kuasa Penguat Semasa, dan cara menggunakan Penguat rasa arus Teknologi Linear LT6106 untuk penghad arus tepat. Litar ini mungkin membolehkan anda menggunakan lebih daripada 5A, tetapi kali ini ia digunakan untuk hanya beban ringan 2A kerana saya memilih transformer 24V 2A yang agak kecil dan penutup kecil. Dan saya lebih suka voltan keluaran dari 0.0V, kemudian saya menambahkan beberapa diod secara bersiri untuk membatalkan voltan keluaran minimum LM317 1.25V. spesifikasi ini. juga membolehkan anda melindungi litar pintas. Litar tersebut digabungkan untuk membuat bekalan kuasa bangku pemboleh ubah analog yang menghasilkan 0.0V-28V dan 0.0A-2A dengan had arus ketepatan. Prestasi peraturan dan tingkat kebisingan cukup baik jika dibandingkan dengan bekalan kuasa berasaskan penukar DC-DC similer. Oleh itu model ini lebih baik digunakan terutamanya untuk aplikasi audio analog. Mari kita mulakan !

Langkah 1: Skema dan Senarai Bahagian

Saya ingin menunjukkan keseluruhan skema projek ini.

Saya telah membahagikan skema lubang dalam tiga bahagian untuk penjelasan yang mudah.① Bahagian Input AC 、 ② Bahagian tengah (litar Kawalan DC) 、 ③ Bahagian output.

Saya ingin terus menerangkan senarai bahagian untuk setiap bahagian masing-masing.

Langkah 2: Bersedia untuk Menggerudi Kes dan Menggerudi

Kita harus mengumpulkan bahagian luaran dan menggerudi casing (kandang) terlebih dahulu.

Reka bentuk kes projek ini dilakukan dengan ilustrator Adobe.

Mengenai penempatan alat ganti, saya membuat banyak percubaan dan kesilapan mempertimbangkan dan memutuskan sebagai pertunjukan foto pertama.

Tetapi saya suka saat ini kerana saya boleh bermimpi apa yang harus saya buat? atau yang mana lebih baik?

Ia seperti gelombang menunggu yang baik. Ia adalah tiime yang sangat berharga sama sekali! lol.

Bagaimanapun, saya ingin melampirkan fail an.ai dan fail.pdf juga.

Untuk mempersiapkan penggerudian casing, cetak reka bentuknya ke kertas pelekat ukuran A4 dan tempelkan pada casing.

Ini akan menjadi tanda ketika anda menggerudi casing, dan ia akan menjadi reka bentuk kosmetik untuk penutupnya.

Sekiranya kertas itu kotor, kupas dan lekatkan kertas lagi.

Sekiranya anda bersiap untuk penggerudian casing, anda boleh memulakan penggerudian casing mengikut tanda tengah kotak.

Saya sangat mengesyorkan anda menerangkan ukuran lubang pada kertas yang dilekatkan sebagai 8Φ, 6Φ seperti itu.

Alat yang digunakan adalah gerudi elektrik, bit gerudi, bit gerudi langkah, dan alat penarik tangan atau alat dremel.

Harap berhati-hati dan luangkan masa yang cukup untuk mengelakkan kemalangan.

Keselamatan

Kacamata keselamatan dan Sarung Tangan Keselamatan diperlukan.

Langkah 3: ① Bahagian Input AC

Setelah selesai menggerudi dan menyelesaikan casing, mari mula membuat papan elektrik dan pendawaian.

Berikut adalah senarai bahagian. Maaf kerana beberapa pautan adalah untuk penjual Jepun.

Saya harap anda dapat memperoleh bahagian yang serupa dari penjual berdekatan anda.

1. Bahagian terpakai ① bahagian Input AC

Penjual: Bahagian Marutsu- 1 x RC-3:

Harga: ￥ 1, 330 (kira-kira US $ 12)

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

Harga: ￥ 2, 790 (kira-kira US $ 26) jika anda suka input 220V, pilih [2H-242] ￥ 2, 880

- 1 x kod AC dengan Palam:

Harga: ￥ 180 (kira-kira US $ 1.5)

- 1 x AC Fuse box 【F-4000-B】 Sato Parts: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/15361/Harga: 80180 (kira-kira US $ 1.5)

- 1 x Suis Kuasa AC (Besar) NKK 【M-2022L / B】: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/15771/Harga: 80 380 (kira-kira US $ 3.5)

- 1 x 12V / 24V Switch (kecil) Miyama 【M5550K】: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/112704/Harga: ￥ 181 (kira-kira US $ 1,7)

- 1 x Diod penerus jambatan (besar) 400V 15A 【GBJ1504-BP】: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/12699673/Harga: 8 318 (kira-kira US $ 3.0)

- 1 x Diod penerus jambatan (kecil) 400V 4A 【GBU4G-BP】: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/12703750/Harga: ￥ 210 (kira-kira US $ 2.0)

- 1 x Kondensor besar 2200uf 50V 【ESMH500VSN222MP25S】: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/52022/Harga: 40 440 (kira-kira US $ 4.0)

- 1 x 4p Terminal tertinggal 【L-590-4P】: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/17474/Harga: ￥ 80 (kira-kira AS $ 0,7)

Maaf kerana pautan yang tidak selesa ke laman Jepun, sila cari penjual yang mengendalikan bahagian yang serupa dengan merujuk pautan tersebut.

Langkah 4: Section Bahagian Tengah (Litar Kawalan DC)

Dari sini, ia adalah bahagian kawalan voltan DC bekalan kuasa utama.

Operasi bahagian ini akan dijelaskan kemudian berdasarkan hasil simulasi juga.

Pada dasarnya saya menggunakan LM317T klasik dengan transistor kuasa besar untuk kemampuan output arus yang besar sehingga 3A sama.

Dan untuk membatalkan voltan keluaran minimum 1.25V LM317T, saya menambahkan dioda D8 untuk Vf ke Q2 Vbe.

Saya kira Vf dari D8 lebih kurang. 0.6V dan Q2 Vbe juga lebih kurang. 0.65V maka jumlahnya 1.25V.

(Tetapi voltan ini bergantung pada If dan Ibe, jadi berhati-hati diperlukan untuk menggunakan kaedah ini)

Bahagian di sekitar Q3 yang dikelilingi oleh garis putus-putus tidak dipasang. (untuk pilihan untuk penutupan terma masa depan.)

Bahagian terpakai adalah seperti di bawah, 0．1Ω 2W Akizuki Densho

heat sink 【34H115L70 Parts Bahagian Multsu

Rectifier Diode (100V 1A) IN4001 ebay

IC Kawalan Voltan LM317T Akizuki Denshi

General Purose NPN Tr 2SC1815 Akizuki Denshi

U2 LT6106 IC Sense Semasa Akizuki Denshi

Pitch convert PCB untuk LT6106 (SOT23) Akizuki Denshi

U3 Comparator IC NJM2903 Akizuki Denshi

POT 10kΩ 、 500Ω 、 ５KΩ Akizuki Denshi

Langkah 5: ③ Bahagian Hasil

Bahagian terakhir ialah Bahagian Hasil.

Saya suka meter analog retro, kemudian saya menggunakan meter analog.

Dan saya menggunakan Suis Poli (sekering yang boleh diset semula) untuk perlindungan output.

Bahagian terpakai adalah seperti di bawah, Fius boleh diset semula 2.5Ａ REUF25 Akizuki Denshi

Pendaftar 2.2KΩ 2W pelumas Akizuki Denshi

32V Analog volt meter (Panel meter) Akizuki Denshi

3A Analog volt meter (Panel meter) Akizuki Denshi

Output Terminal MB-126G Akizuki Denshi Merah dan Hitam

Papan Roti Sejagat 210 x 155mm Akizuki Denshi

Terminal untuk papan roti (yang anda suka) Akizuki

Langkah 6: Selesaikan Pengumpulan dan Pengujian

Setakat ini, saya berpendapat bahawa papan utama anda juga telah siap.

Teruskan dengan pendawaian ke bahagian yang terpasang pada casing seperti pod, meter, terminal.

Sekiranya anda selesai membuat projek.

Langkah terakhir adalah menguji projek.

Spesifikasi asas bekalan kuasa analog ini adalah

1, 0 ～ 30V voltan keluaran pelarasan kasar dan pelarasan halus.

2, arus keluaran 0 ～ 2.0A dengan limiter (saya cadangkan untuk menggunakan di bawah spesifikasi pengubah.)

3, suis menukar voltan output pada panel belakang untuk mengurangkan kehilangan persekitaran

(0 ～ 12V, 12 ～ 30V)

Ujian Asas

Menguji kerja litar.

Saya menggunakan resister 5W 10Ω sebagai beban dummy seperti yang ditunjukkan pada foto.

Apabila anda menetapkan 5V, ia menyediakan 0.5A. 10V 1A, 20V 2.0A.

Dan apabila anda menyesuaikan had semasa ke tahap kegemaran anda, had semasa berfungsi.

Dalam kes ini, voltan output semakin rendah mengikut arus keluaran penyesuaian anda.

Ujian bentuk gelombang osiloskop

Saya juga ingin menunjukkan bentuk gelombang osiloskop.

Bentuk gelombang pertama ialah bentuk gelombang kenaikan voltan apabila anda menghidupkan kuasa unit.

CH1 (Biru) tepat selepas penerus dan kapasitor 2200uF lebih kurang. 35V 5V / div).

CH2 (Langit biru) adalah voltan keluaran unit (2V / div). Ia disesuaikan dengan 12V dan mengurangkan riak input.

Bentuk gelombang kedua adalah bentuk gelombang yang diperbesar.

CH1 dan CH2 kini 100mV / div. Riak CH2 tidak diperhatikan kerana maklum balas IC LM317 berfungsi dengan betul.

Langkah seterusnya, saya ingin menguji pada 11V dengan beban semasa 500mA (22Ω 5W). Adakah anda ingat rendah Oh = I / R / E?

Kemudian riak voltan input CH1 menjadi lebih besar menjadi 350mVp-p, tetapi tidak ada riak pada voltan output CH2 juga.

Saya ingin membandingkan dengan beberapa pengatur jenis belakang DC-DC dengan beban 500mA yang sama.

Bunyi suis 200mA besar diperhatikan pada output CH2.

Seperti yang anda lihat, Secara umum, bekalan kuasa Analog sesuai untuk aplikasi audio bunyi rendah.

Bagaimana dengan itu?

Sekiranya anda mempunyai pertanyaan lebih lanjut, sila tanya saya.

Langkah 7: Lampiran 1: Perincian Operasi Litar dan Hasil Simulasi

Wow, begitu banyak pembaca yang melebihi 1k dikunjungi ke siaran pertama saya.

Saya hanya lulus untuk melihat kaunter pandangan yang banyak.

Baiklah, saya ingin kembali ke subjek saya.

Hasil Simulasi Bahagian Input

Saya telah menggunakan simulator LT Spice untuk mengesahkan reka bentuk litar.

Mengenai cara memasang atau cara menggunakan LT Spice, sila google.

Simulator analog percuma dan bagus untuk dipelajari.

Skema pertama adalah simulasi LT Spice yang dipermudahkan dan saya ingin melampirkan fail.asc juga.

Skema kedua adalah untuk simulasi input.

Saya menentukan sumber voltan DC offset 0, amplitud 36V, freq 60Hz, dan perintang input 5ohm sebagai spesifikasi perbandingan untuk pengubah. Seperti yang anda ketahui, voltan output transformer ditunjukkan dalam rms, maka output 24Vrms harus 36Vpeak.

Bentuk gelombang pertama ialah sumber voltan + (hijau) dan penerus jambatan + w / 2200uF (biru). Ia akan mencapai sekitar 36V.

LT Spice tidak dapat menggunakan potensiometer berubah-ubah, saya ingin menetapkan nilai tetap ke litar ini.

Voltan keluaran 12V had semasa 1A seperti itu. Saya ingin meneruskan ke langkah seterusnya.

Bahagian Kawalan Voltan menggunakan LT317T

Gambar seterusnya menunjukkan operasi LT317, pada dasarnya LT317 berfungsi seperti yang disebut shunt regulator ini bermaksud pin voltan keluaran ke Adj. pin sentiasa voltan rujukan 1.25V tanpa mengira voltan input.

Ini juga bermaksud pendarahan arus tertentu di R1 dan R2. Penyesuaian LM317 semasa pin ke R2 juga ada, tetapi terlalu kecil 100uA maka kita boleh mengabaikannya.

Sehingga sejauh ini, anda dapat memahami dengan jelas I1 semasa yang berdarah di R1 selalu berterusan.

Maka kita dapat membuat formula R1: R2 = Vref (1.25V): V2. Saya memilih 220Ω hingga R1, dan 2.2K hingga R2, Kemudian formula diubah V2 = 1.25V x 2.2k / 220 = 12.5V. Ketahui voltan keluaran sebenar adalah V1 dan V2.

Kemudian 13.75V muncul pada pin output LM317 dan GND. Dan juga menyedari bila R2 adalah sifar, output 1.25V

kekal.

Kemudian saya menggunakan penyelesaian mudah, saya hanya menggunakan transisitor output Vbe dan diod Vf untuk membatalkan 1.25V.

Secara umum Vbe dan Vf adalah sekitar 0.6 hingga 0.7V. Tetapi anda juga harus sedar mengenai watak-watak Ic - Vbe dan If - Vf.

Ini menunjukkan bahawa arus pendarahan tertentu diperlukan semasa anda menggunakan kaedah ini untuk membatalkan 1.25V.

Oleh itu saya menambah daftar pendarahan R13 2.2K 2W. Pendarahan kira-kira. 5mA apabila output 12V.

Sehingga sejauh ini, saya sedikit penat untuk menerangkan. Saya memerlukan makan tengah hari dan bir makan tengah hari. (Lol)

Kemudian, saya ingin terus ke minggu depan secara beransur-ansur. Mohon maaf atas kesulitan anda.

Langkah seterusnya saya ingin menerangkan bagaimana limiter semasa berfungsi dengan tepat, menggunakan simulasi langkah parameter beban LT Spice.

Bahagian Limiter Semasa menggunakan LT6106

Sila lawati Laman Teknologi Linear dan lihat lembar data untuk aplikasi LT6106.

www.linear.com/product/LT6106

Saya ingin menunjukkan gambar untuk menerangkan aplikasi Khas yang menerangkan contoh AV = 10 untuk 5A.

Terdapat deria arus 0,02 ohm dan output sensed dari pin keluar sekarang 200mV / A

pin keluar akan naik hingga 1V pada 5A, bukan?

Mari fikirkan aplikasi saya dengan mempertimbangkan contoh khas ini.

Kali ini kami ingin menggunakan had semasa di bawah 2A, maka 0.1 ohm sesuai.

Dalam kes ini keluar pin naik 2V pada 2A? Ini bermaksud sensitiviti sekarang 1000mV / A.

Selepas itu yang perlu kita lakukan, hidupkan / matikan pin LM317 ADJ dengan pembanding generik

seperti NJM2903 LM393, atau LT1017 dan transistor NPN generik seperti 2SC1815 atau BC337?

yang terputus dengan voltan yang dikesan sebagai ambang.

Sehingga kini, penjelasan litar sudah selesai, dan mari mulakan simulasi litar lengkap!

Langkah 8: Lampiran 2: Hasil Simulasi dan Simulasi Langkah Litar

Saya ingin menjelaskan simulasi langkah yang disebut.

Simulasi sederhana biasa hanya mensimulasikan satu syarat, tetapi dengan simulasi langkah, kita dapat mengubah keadaan secara berterusan.

Sebagai contoh, definisi simulasi langkah untuk daftar beban R13 ditunjukkan pada gambar seterusnya dan di bawah.

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

Ini bermaksud nilai R13 yang ditunjukkan seperti {Rf} berbeza dari 1K ohm, (100, 24, 12, 6) hingga 3 ohm.

Seperti yang difahami dengan jelas, apabila arus 1K ohm yang ditarik untuk memuatkan R ialah ①12mA

(kerana voltan keluaran kini ditetapkan ke 12V).

dan ②120mA pada 100 ohm, ③1A pada 12 ohm, ④2A pada 6 ohm, ⑤4A pada 3 ohm.

Tetapi anda dapat melihat voltan ambang ditetapkan 1V oleh R3 8k dan R7 2k (dan voltan untuk pembanding adalah 5V).

Kemudian dari keadaan ③, rangkaian limiter semasa sepatutnya berfungsi. Lukisan seterusnya adalah hasil simulasi.

Bagaimana pula sehingga sejauh ini?

Mungkin agak sukar difahami. kerana hasil simulasi mungkin sukar dibaca.

Garis hijau menunjukkan voltan keluaran dan garis biru menunjukkan arus keluaran.

Anda dapat melihat voltan agak stabil sehingga 12 ohm 1A, tetapi dari voltan 6 ohm 2A turun menjadi 6V untuk menghadkan arus ke 1A.

Anda juga dapat melihat voltan keluaran DC dari 12mA hingga 1A sedikit menurun.

Ini hampir disebabkan oleh Vbe dan Vf tidak linear seperti yang saya jelaskan di bahagian sebelumnya.

Saya ingin menambah simulasi seterusnya.

Sekiranya anda menghilangkan D7 pada skema simulasi seperti yang dilampirkan, hasil voltan output akan relatif stabil.

(tetapi voltan keluaran semakin tinggi daripada sebelumnya, tentu saja.)

Tetapi ini adalah semacam pertukaran, kerana saya ingin mengawal projek ini dari 0V walaupun kestabilannya sedikit hilang.

Sekiranya anda mula menggunakan simulasi analog seperti LT Spice, mudah untuk memeriksa dan mencuba idea litar analog anda.

Ummm, akhirnya sepertinya saya telah menyelesaikan penjelasan yang lengkap akhirnya.

Saya memerlukan beberapa bir untuk hujung minggu (lol)

Sekiranya anda mempunyai pertanyaan mengenai projek ini, sila tanya saya.

Dan saya harap anda semua dapat menikmati kehidupan DIY yang baik dengan artikel saya!

Salam,