Schéma nastavení napájecího zdroje. Vyrábíme napájecí zdroj s regulací napětí. Nejjednodušší domácí napájecí zdroj

Z článku se dozvíte, jak vyrobit nastavitelný zdroj napájení vlastníma rukama z dostupných materiálů. Lze jej použít pro napájení domácích zařízení, ale i pro potřeby vlastní laboratoře. Zdroj DC napětí lze použít pro testování zařízení, jako jsou reléové regulátory automobilový generátor. Koneckonců, při jeho diagnostice jsou potřeba dvě napětí - 12 Voltů a více než 16. Nyní zvažte konstrukční vlastnosti napájecího zdroje.

Transformátor

Pokud neplánujete zařízení používat k nabíjení kyselinové baterie a napájení výkonných zařízení, není potřeba používat velké transformátory. Stačí použít modely s výkonem nejvýše 50 W. Je pravda, že k vytvoření nastavitelného zdroje napájení vlastníma rukama budete muset mírně změnit design převodníku. Prvním krokem je rozhodnout, jaký rozsah napětí bude na výstupu. Na tomto parametru závisí charakteristika napájecího transformátoru.

Řekněme, že jste zvolili rozsah 0-20 voltů, což znamená, že na těchto hodnotách musíte stavět. Sekundární vinutí musí mít výstup střídavé napětí 20-22 voltů. Primární vinutí tedy necháte na transformátoru a sekundární vinutí navinete na něj. Chcete-li vypočítat požadovaný počet závitů, změřte napětí, které se získá z deseti. Desetina této hodnoty je napětí získané z jedné otáčky. Po vyrobení sekundárního vinutí je třeba sestavit a svázat jádro.

Usměrňovač

Jako usměrňovač lze použít jak sestavy, tak jednotlivé diody. Před vytvořením nastavitelného napájecího zdroje vyberte všechny jeho součásti. Pokud je výstup vysoký, budete muset použít vysoce výkonné polovodiče. Je vhodné je nainstalovat na hliníkové radiátory. Pokud jde o obvod, měl by být upřednostněn pouze můstkový obvod, protože má mnohem vyšší účinnost, menší ztrátu napětí při usměrňování Nedoporučuje se používat půlvlnný obvod, protože je mnoho zvlnění na výstupu, které zkresluje signál a je zdrojem rušení pro rádiová zařízení.

Stabilizační a nastavovací blok

Pro výrobu stabilizátoru má největší smysl použít mikrosestavu LM317. Levné a dostupné zařízení pro každého, které vám umožní sestavení během několika minut kvalitní blok napájecí zdroj udělej si sám. Jeho aplikace však vyžaduje jeden důležitý detail - efektivní chlazení. A to nejen pasivní v podobě radiátorů. Faktem je, že k regulaci a stabilizaci napětí dochází při velmi zajímavé schéma. Zařízení odejde přesně takové napětí, které je potřeba, ale přebytek přicházející na jeho vstup se přemění na teplo. Bez chlazení proto mikrosestava pravděpodobně nebude fungovat dlouhou dobu.

Podívejte se na schéma, není na něm nic extra složitého. Na sestavě jsou pouze tři piny, na třetí se přivádí napětí, na druhém se napětí odebere a první je potřeba pro připojení k mínusu zdroje. Zde však vzniká malá zvláštnost - pokud zahrnete odpor mezi mínus a první svorku sestavy, je možné upravit napětí na výstupu. Napájecí zdroj typu „udělej si sám“ se navíc může změnit výstupní napětí jak plynule, tak postupně. Ale první typ úpravy je nejpohodlnější, takže se používá častěji. Pro realizaci je nutné započítat proměnný odpor 5 kOhm. Kromě toho musí být mezi první a druhou svorku sestavy instalován konstantní odpor s odporem asi 500 Ohmů.

Řídicí jednotka proudu a napětí

Samozřejmě, aby byl provoz zařízení co nejpohodlnější, je nutné sledovat výstupní charakteristiky - napětí a proud. Schéma se buduje nastavitelný blok napájení tak, že ampérmetr je zapojen do mezery v kladném vodiči a voltmetr je zapojen mezi výstupy zařízení. Otázka je ale jiná – jaký typ měřicí přístroje použití? Nejjednodušší možností je instalace dvou LED displejů, ke kterým připojte obvod volt- a ampérmetr sestavený na jednom mikrokontroléru.

Ale do nastavitelného zdroje, který si vyrobíte sami, můžete namontovat pár levných čínských multimetrů. Naštěstí je lze napájet přímo ze zařízení. Můžete samozřejmě použít číselníkové úchylkoměry, pouze v tomto případě je potřeba provést kalibraci váhy

Pouzdro na zařízení

Pouzdro je nejlepší vyrobit z lehkého, ale odolného kovu. Ideální volbou by byl hliník. Jak již bylo zmíněno, regulovaný napájecí obvod obsahuje prvky, které se velmi zahřívají. Proto musí být uvnitř skříně namontován radiátor, který lze pro větší účinnost připojit k jedné ze stěn. Je žádoucí mít nucené proudění vzduchu. K tomuto účelu můžete použít tepelný spínač spárovaný s ventilátorem. Musí být instalovány přímo na chladič.

Všichni opraváři elektronické zařízení, vědět, jak je důležité mít laboratorní napájecí zdroj, se kterým můžete získat různé významy napětí a proud pro použití při nabíjení zařízení, napájení, testování obvodů atd. V prodeji je mnoho druhů takových zařízení, ale zkušení radioamatéři jsou docela schopni vyrobit laboratorní blok DIY jídlo. K tomu můžete použít použité díly a pouzdra a doplnit je o nové prvky.

Jednoduché zařízení

Nejjednodušší napájecí zdroj se skládá pouze z několika prvků. Pro začínající radioamatéry bude snadné navrhnout a sestavit tyto lehké obvody. Hlavní princip– vytvořit obvod usměrňovače pro výrobu stejnosměrného proudu. V tomto případě se úroveň výstupního napětí nezmění, závisí na transformačním poměru.

Základní komponenty pro obvod jednoduchý blok napájení:

1. Snižovací transformátor;
2. Usměrňovací diody. Můžete je propojit pomocí můstkového obvodu a získat tak celovlnné usměrnění, nebo použít půlvlnné zařízení s jednou diodou;
3. Kondenzátor pro vyhlazení vlnění. Je vybrán elektrolytický typ s kapacitou 470-1000 μF;
4. Vodiče pro montáž obvodu. Jejich průřez je určen velikostí zatěžovacího proudu.

Pro návrh 12voltového zdroje potřebujete transformátor, který by snížil napětí z 220 na 16 V, protože za usměrňovačem napětí mírně klesá. Takové transformátory lze nalézt v použití počítačové jednotky jídlo nebo koupit nové. S doporučeními ohledně převíjecích transformátorů se můžete setkat sami, ale zpočátku je lepší se bez něj obejít.

Vhodné jsou křemíkové diody. Pro zařízení malého výkonu jsou k dispozici hotové můstky. Je důležité je správně zapojit.

Toto je hlavní část okruhu, která ještě není zcela připravena k použití. Pro získání lepšího výstupního signálu je nutné za diodový můstek osadit další zenerovu diodu.

Výsledné zařízení je běžný napájecí zdroj bez dalších funkcí a je schopen podporovat malé zatěžovací proudy až do 1 A. Zvýšení proudu však může poškodit součásti obvodu.

Pro získání výkonného zdroje stačí osadit jeden nebo více zesilovacích stupňů na bázi tranzistorových prvků TIP2955 ve stejném provedení.

Důležité! Pro zajištění teplotní režim U obvodů využívajících výkonné tranzistory musí být zajištěno chlazení: radiátor nebo ventilace.

Regulované napájení

Napájecí zdroje s regulací napětí mohou pomoci vyřešit složitější problémy. Komerčně dostupná zařízení se liší parametry ovládání, jmenovitými výkony atd. a jsou vybírána s ohledem na plánované použití.

Jednoduchý nastavitelný napájecí zdroj se sestaví podle přibližného schématu na obrázku.

První část obvodu s transformátorem, diodovým můstkem a vyhlazovacím kondenzátorem je podobná obvodu klasického zdroje bez regulace. Jako transformátor můžete použít i zařízení ze starého zdroje, hlavní je, že odpovídá zvoleným parametrům napětí. Tento indikátor sekundárního vinutí omezuje regulační limit.

Jak schéma funguje:

1. Usměrněné napětí jde na zenerovu diodu, která určuje maximální hodnotu U (lze odebírat při 15 V). Omezené proudové parametry těchto částí vyžadují instalaci tranzistorového zesilovacího stupně do obvodu;
2. Rezistor R2 je proměnný. Změnou jeho odporu můžete získat různé hodnoty výstupního napětí;
3. Pokud také regulujete proud, pak je druhý rezistor instalován za tranzistorovým stupněm. V tomto diagramu to není.

Při požadavku na jiný rozsah regulace je nutné osadit transformátor s odpovídající charakteristikou, což si vyžádá i zařazení další zenerovy diody apod. Tranzistor vyžaduje chlazení radiátorem.

Vhodné jsou jakékoli měřicí přístroje pro nejjednodušší regulované napájení: analogové i digitální.

Postavením nastavitelného napájecího zdroje vlastníma rukama jej můžete použít pro zařízení určená pro různá provozní a nabíjecí napětí.

Bipolární napájení

Konstrukce bipolárního napájecího zdroje je složitější. Zkušení elektrotechnici jej mohou navrhnout. Na rozdíl od unipolárních poskytují takovéto zdroje na výstupu napětí se znaménkem plus a mínus, které je nutné při napájení zesilovačů.

Přestože obvod znázorněný na obrázku je jednoduchý, jeho implementace bude vyžadovat určité dovednosti a znalosti:

1. Budete potřebovat transformátor se sekundárním vinutím rozděleným na dvě poloviny;
2. Jedním z hlavních prvků jsou integrované tranzistorové stabilizátory: KR142EN12A - pro stejnosměrné napětí; KR142EN18A – pro opak;
3. Diodový můstek se používá k usměrnění napětí; jednotlivé prvky nebo použijte hotovou sestavu;
4. Rezistory s proměnlivý odpor podílet se na regulaci napětí;
5. U tranzistorových prvků je nutné instalovat chladiče.

Bipolární laboratorní zdroj bude také vyžadovat instalaci monitorovacích zařízení. Pouzdro se montuje v závislosti na rozměrech zařízení.

Ochrana napájení

Nejjednodušší metodou ochrany napájecího zdroje je instalace pojistek s pojistkovými vložkami. Jsou tam pojistky s sebeobnovení, které po vyhoření nevyžadují výměnu (jejich zdroje jsou omezené). Neposkytují ale plnou záruku. Tranzistor se často poškodí dříve, než dojde k přepálení pojistky. Vyvinuli se radioamatéři různá schémata pomocí tyristorů a triaků. Možnosti lze nalézt online.

K výrobě pouzdra zařízení používá každý řemeslník metody, které má k dispozici. S trochou štěstí najdete již hotový kontejner pro zařízení, ale budete muset ještě změnit design přední stěny, abyste tam umístili ovládací zařízení a nastavovací knoflíky.

Pár nápadů na výrobu:

1. Změřte rozměry všech komponentů a vyřežte stěny z hliníkových plechů. Naneste značky na přední plochu a vytvořte potřebné otvory;
2. Upevněte konstrukci rohem;
3. Spodní základna napájecí jednotky s výkonnými transformátory musí být vyztužena;
4. Pro vnější ošetření povrch napenetrujte, natřete a utěsněte lakem;
5. Součásti obvodu jsou spolehlivě izolovány od vnějších stěn, aby se zabránilo napětí na krytu při poruše. K tomu je možné přilepit stěny zevnitř izolačním materiálem: silná lepenka, plast atd.

Mnoho zařízení, zejména velkých, vyžaduje instalaci chladicího ventilátoru. Může být provozován v konstantním režimu nebo může být vytvořen obvod automatické zapínání a vypnutí při dosažení zadaných parametrů.

Obvod je realizován instalací teplotního čidla a mikroobvodu, který zajišťuje řízení. Aby bylo chlazení účinné, je nutné volný přístup vzduch. To znamená, že zadní panel, v jehož blízkosti je namontován chladič a radiátory, musí mít otvory.

Důležité! Při montáži a opravě elektrických zařízení Musíte si být vědomi nebezpečí úrazu elektrickým proudem. Kondenzátory, které jsou pod napětím, musí být vybité.

Kvalitní a spolehlivý laboratorní zdroj je možné sestavit vlastníma rukama, pokud používáte provozuschopné komponenty, jasně vypočítáte jejich parametry, používáte osvědčené obvody a potřebná zařízení.

Video

Mnozí už vědí, že mám slabost pro všemožné zdroje, ale tady je recenze dva v jednom. Tentokrát dojde na recenzi radiového konstruktoru, který umožňuje sestavit základ pro laboratorní zdroj a variantu jeho reálné realizace.
Upozorňuji, že fotek a textu bude hodně, tak se zásobte kávou :)

Nejprve trochu vysvětlím, co to je a proč.
Téměř všichni radioamatéři při své práci používají něco jako laboratorní napájecí zdroj. Ať už je to složité se softwarovým ovládáním nebo úplně jednoduché na LM317, stále dělá téměř to samé, síly různé zátěže v procesu práce s nimi.
Laboratorní napájecí zdroje jsou rozděleny do tří hlavních typů.
Se stabilizací pulsu.
S lineární stabilizací
Hybridní.

Mezi první patří spínaný řízený zdroj, nebo jednoduše spínaný zdroj se snižujícím PWM měničem. Již jsem zkontroloval několik možností pro tyto napájecí zdroje. , .
Výhody - vysoký výkon s malými rozměry, výborná účinnost.
Nevýhody - RF zvlnění, přítomnost kapacitních kondenzátorů na výstupu

Ty nemají na desce žádné PWM měniče, veškerá regulace probíhá lineárně, kde se přebytečná energie jednoduše odvádí na ovládacím prvku.
Klady - Prakticky úplná absence zvlnění, nejsou potřeba výstupní kondenzátory (téměř).
Nevýhody - účinnost, hmotnost, velikost.

Třetí je kombinací buď prvního typu s druhým, dále je lineární stabilizátor napájen podřízeným step-down PWM měničem (napětí na výstupu PWM měniče je vždy udržováno na úrovni o něco vyšší než je výstup, zbytek je regulován tranzistorem pracujícím v lineární režim.
Nebo se jedná o lineární napájecí zdroj, ale transformátor má několik vinutí, která spínají podle potřeby, čímž snižují ztráty na ovládacím prvku.
Toto schéma má pouze jednu nevýhodu, složitost, která je vyšší než u prvních dvou možností.

Dnes budeme hovořit o druhém typu zdroje, s regulačním prvkem pracujícím v lineárním režimu. Ale podívejme se na tento zdroj na příkladu projektanta, zdá se mi, že by to mělo být ještě zajímavější. Ostatně pro začínajícího radioamatéra je to podle mého dobrý začátek k sestavení jednoho z hlavních přístrojů.
No, nebo jak se říká, správný blok jídlo musí být těžké :)

Tato recenze je zaměřena spíše na začátečníky, zkušení soudruzi v ní pravděpodobně nenajdou nic užitečného.

K recenzi jsem si objednal stavebnici, která umožňuje sestavit hlavní část laboratorního zdroje.
Hlavní vlastnosti jsou následující (z těch, které deklaruje obchod):
Vstupní napětí - 24 Voltů AC
Výstupní napětí nastavitelné - 0-30 V DC.
Výstupní proud nastavitelný - 2mA - 3A
Zvlnění výstupního napětí - 0,01 %
Rozměry desky s plošnými spoji jsou 80x80mm.

Něco málo o balení.
Návrhářka dorazila v běžné igelitové tašce, zabalená v měkkém materiálu.
Uvnitř, v antistatické tašce na zip, byly všechny potřebné komponenty včetně deska s plošnými spoji.

Všechno uvnitř bylo nepořádek, ale nic nebylo poškozeno plošným spojem částečně chránil součástky rádia.

Nebudu vypisovat vše, co je součástí sady, je to jednodušší udělat později během recenze, jen řeknu, že jsem měl všeho dost, dokonce i něco, co zbylo.

Něco málo o desce plošných spojů.
Kvalita je vynikající, obvod není součástí stavebnice, ale všechna hodnocení jsou vyznačena na desce.
Deska je oboustranná, krytá ochrannou maskou.

Povrchová úprava desky, cínování i samotná kvalita DPS je vynikající.
Podařilo se mi odtrhnout záplatu z těsnění pouze na jednom místě, a to poté, co jsem se pokusil připájet neoriginální díl (proč, více bude).
Podle mě je to pro začínajícího radioamatéra to nejlepší, těžko to zkazí.

Před instalací jsem nakreslil schéma tohoto zdroje.

Schéma je docela promyšlené, i když ne bez nedostatků, ale řeknu vám o nich v procesu.
V diagramu je vidět několik hlavních uzlů.
Zelená - jednotka regulace a stabilizace napětí
Červená - jednotka regulace a stabilizace proudu
Fialová - indikační jednotka pro přepnutí do režimu stabilizace proudu
Modrá - zdroj referenční napětí.
Samostatně tam jsou:
1. Vstupní diodový můstek a filtrační kondenzátor
2. Jednotka řízení výkonu na tranzistorech VT1 a VT2.
3. Ochrana na tranzistoru VT3, který vypne výstup při zapnutém napájení operační zesilovače nebude normální
4. Regulátor výkonu ventilátoru, postavený na čipu 7824.
5. R16, R19, C6, C7, VD3, VD4, VD5, jednotka pro vytvoření záporného pólu napájení operačních zesilovačů. Vzhledem k přítomnosti této jednotky nebude napájecí zdroj fungovat pouze na stejnosměrný proud, je vyžadován střídavý proud z transformátoru.
6. Výstupní kondenzátor C9, VD9, výstupní ochranná dioda.

Nejprve popíšu výhody a nevýhody obvodového řešení.
Pros -
Je hezké mít stabilizátor pro napájení ventilátoru, ale ventilátor potřebuje 24 Voltů.
Jsem velmi spokojen s přítomností napájecího zdroje se zápornou polaritou, což výrazně zlepšuje provoz napájecího zdroje při proudech a napětích blízkých nule.
Kvůli přítomnosti zdroje se zápornou polaritou byla do obvodu zavedena ochrana, dokud nebude napětí, výstup napájení bude vypnut.
Zdroj obsahuje zdroj referenčního napětí 5,1 V, což umožnilo nejen správně regulovat výstupní napětí a proud (u tohoto obvodu jsou napětí a proud regulovány od nuly do maxima lineárně, bez „hrbů“ a „propadů“ při extrémních hodnotách), ale také umožňuje ovládat externí napájení, jednoduše změním ovládací napětí.
Výstupní kondenzátor má velmi malou kapacitu, což umožňuje bezpečné testování LED diod, dokud nebude výstupní kondenzátor vybit a zdroj nepřejde do režimu stabilizace proudu.
Výstupní dioda je nezbytná pro ochranu napájecího zdroje před přivedením opačného napětí na jeho výstup. Pravda, dioda je příliš slabá, je lepší ji vyměnit za jinou.

Nevýhody
Proudově měřící bočník má příliš vysoký odpor, proto se na něm při provozu se zatěžovacím proudem 3 A generuje asi 4,5 W tepla. Rezistor je dimenzován na 5 Wattů, ale zahřívání je velmi vysoké.
Vstupní diodový můstek je tvořen 3 Ampérovými diodami. Je dobré mít diody s kapacitou alespoň 5 Ampér, protože proud diodami v takovém obvodu je roven 1,4 výstupu, takže v provozu může být proud jimi 4,2 A a samotné diody jsou určeno pro 3 ampéry. Situaci usnadňuje pouze to, že dvojice diod v můstku fungují střídavě, ale stále to není úplně správně.
Velkým mínusem je, že čínští inženýři při výběru operačních zesilovačů zvolili operační zesilovač s maximálním napětím 36 voltů, ale nemysleli si, že obvod má záporný zdroj napětí a vstupní napětí v této verzi bylo omezeno na 31 Voltů (36-5 = 31 ). Při vstupu 24 V AC bude stejnosměrné napětí asi 32-33 V.
Tito. Operační zesilovače budou pracovat v extrémním režimu (36 je maximum, standardních 30).

Více o kladech a záporech, stejně jako o modernizaci později, ale nyní přejdu k samotné montáži.

Nejprve si rozložíme vše, co je součástí sady. Usnadní to montáž a jednoduše bude lépe vidět, co je již nainstalováno a co zbývá.

Doporučuji začít montáž s nejnižšími prvky, protože pokud nejprve nainstalujete ty vysoké, pak bude nepohodlné instalovat později ty nízké.
Je také lepší začít instalací těch komponent, které jsou více stejné.
Začnu s odpory, a to budou odpory 10 kOhm.
Rezistory jsou vysoce kvalitní a mají přesnost 1%.
Pár slov o rezistorech. Rezistory jsou barevně označeny. Mnohým to může připadat nepohodlné. Ve skutečnosti je to lepší než alfanumerické značení, protože značení je viditelné v jakékoli poloze rezistoru.
Neboj se barevné kódování, na počáteční fázi můžete ho použít a časem to bude možné určit i bez něj.
Pro pochopení a pohodlnou práci s takovými součástmi si stačí zapamatovat dvě věci, které se začínajícímu radioamatérovi budou v životě hodit.
1. Deset základních barev značení
2. Sériové hodnoty, nejsou příliš užitečné při práci s přesnými odpory řady E48 a E96, ale takové odpory jsou mnohem méně běžné.
Každý radioamatér se zkušenostmi je vypíše jednoduše zpaměti.
1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.5, 1.6, 1.8, 2, 2.2, 2.4, 2.7, 3, 3.3, 3.6, 3.9, 4.3, 4.7, 5.1, 5.6, 6.2, 6.8, 7.5, 8.2, 9.1.
Všechny ostatní nominální hodnoty se násobí 10, 100 atd. Například 22k, 360k, 39Ohm.
Co tato informace poskytuje?
A dává to, že pokud je rezistor řady E24, pak například kombinace barev -
Modrá + zelená + žlutá je v něm nemožná.
Modrá - 6
Zelená - 5
Žlutá - x10000
těch. Podle propočtů to vychází na 650k, ale v řadě E24 taková hodnota není, je tam buď 620 nebo 680, což znamená, že buď byla barva rozpoznána špatně, nebo byla změněna, nebo odpor není v série E24, ale ta druhá je vzácná.

Dobře, dost teorie, pojďme dál.
Před instalací vytvaruji vývody rezistoru, obvykle pomocí pinzety, ale někdo k tomu používá malé domácí zařízení.
S vyhazováním odřezků vodítek nespěcháme, někdy se mohou skokanům hodit.

Po stanovení hlavního množství jsem dosáhl jednotlivých rezistorů.
Zde to může být obtížnější;

Součástky nepájem hned, ale prostě je kousnu a ohnu vodiče, ty nejdřív kousnu a pak ohnu.
To se provádí velmi jednoduše, deska se drží v levé ruce (pokud jste pravák) a současně se stlačuje instalovaná součástka.
Boční řezáky máme v pravé ruce, ukousneme olova (někdy i více součástek najednou) a olova hned ohneme boční hranou bočních nožů.
To vše probíhá velmi rychle, po chvíli je to již automatické.

Nyní jsme dosáhli posledního malého rezistoru, hodnota požadovaného a toho, co zbývá, je stejná, to není špatné :)

Po instalaci rezistorů přejdeme k diodám a zenerovým diodám.
Jsou zde čtyři malé diody, to jsou populární 4148, dvě zenerovy diody po 5,1 V, takže je velmi obtížné se splést.
Používáme ho také k vytváření závěrů.

Na desce je katoda naznačena proužkem, stejně jako na diodách a zenerových diodách.

Deska má sice ochrannou masku, ale přesto doporučuji ohnout vývody, aby na fotce nepadaly na sousední koleje, vývod diody je ohnutý směrem od dráhy;

Zenerovy diody na desce jsou také označeny jako 5V1.

V obvodu není příliš mnoho keramických kondenzátorů, ale jejich označení může začínajícího radioamatéra zmást. Ten se mimochodem podřizuje i řadě E24.
První dvě číslice představují nominální hodnotu v pikofaradech.
Třetí číslice je počet nul, které musí být přidány k nominální hodnotě
Tito. například 331 = 330 pF
101 - 100 pF
104 - 100 000 pF nebo 100 nF nebo 0,1 uF
224 - 220 000 pF nebo 220 nF nebo 0,22 uF

Byl instalován hlavní počet pasivních prvků.

Poté přejdeme k instalaci operačních zesilovačů.
Asi bych doporučoval do nich koupit patice, ale připájel jsem je tak jak jsou.
Na desce, stejně jako na samotném čipu, je označen první pin.
Zbývající závěry se počítají proti směru hodinových ručiček.
Fotografie ukazuje místo pro operační zesilovač a způsob jeho instalace.

U mikroobvodů neohýbám všechny piny, ale jen pár, většinou to jsou krajní piny diagonálně.
No, je lepší je kousat tak, aby vyčnívaly asi 1 mm nad desku.

To je vše, nyní můžete přejít k pájení.
Používám úplně obyčejnou páječku s regulací teploty, ale úplně stačí běžná páječka o výkonu cca 25-30 wattů.
Pájka o průměru 1mm tavidlem. Konkrétně značku pájky neuvádím, protože pájka na cívce není originální (originální cívky váží 1 kg) a její název bude znát jen málokdo.

Jak jsem psal výše, deska je kvalitní, pájená velmi snadno, nepoužil jsem žádné tavidla, stačí jen to, co je v pájce, jen je potřeba pamatovat občas setřást přebytečné tavidlo z hrotu.

Zde jsem pořídil fotku s příkladem dobrého pájení a ne tak dobrého.
Dobrá pájka by měla vypadat jako malá kapička obalující koncovku.
Na fotografii je ale pár míst, kde je pájky zjevně málo. To se stane dne oboustranná deska s pokovením (kdy pájka také zatéká do otvoru), ale to nelze na jednostranné desce po čase, takové pájení může „spadnout“.

Vývody tranzistorů je také potřeba předem vytvarovat, a to tak, aby se vývod nedeformoval v blízkosti základny pouzdra (starší si pamatují legendární KT315, jehož vývody se rády odlamovaly).
Výkonné komponenty tvaruji trochu jinak. Lisování je provedeno tak, aby součástka stála nad deskou, v takovém případě přenese na desku méně tepla a nezničí ji.

Takto vypadají lisované výkonné rezistory na desce.
Všechny součástky byly připájeny pouze zespodu, pájka, kterou vidíte na horní straně desky, pronikla otvorem díky kapilárnímu efektu. Je vhodné pájet tak, aby pájka trochu pronikla dovnitř vrchní díl, zvýší se tím spolehlivost pájení a v případě těžkých součástek jejich lepší stabilita.

Pokud jsem předtím lisoval vývody součástek pomocí pinzety, pak pro diody již budete potřebovat malé kleště s úzkými čelistmi.
Závěry se tvoří přibližně stejně jako u rezistorů.

Při instalaci však existují rozdíly.
Pokud u součástek s tenkými vodiči nastane nejprve instalace, pak kousání, pak u diod je tomu naopak. Takovou koncovku po kousnutí prostě neohnete, takže nejprve koncovku ohneme a pak ukousneme přebytek.

Pohonná jednotka je sestavena pomocí dvou tranzistorů zapojených podle Darlingtonova obvodu.
Jeden z tranzistorů je instalován na malý radiátor, nejlépe přes teplovodivou pastu.
Sada obsahuje čtyři šrouby M3, jeden je zde.

Pár fotek téměř zapájené desky. Montáž svorkovnic a dalších komponent nebudu popisovat, je intuitivní a je vidět z fotografie.
Mimochodem, pokud jde o svorkovnice, deska má svorkovnice pro připojení vstupu, výstupu a napájení ventilátoru.

Ještě jsem desku nemyla, i když to v této fázi dělám často.
Je to dáno tím, že bude ještě zbývat malá část k dokončení.

Po hlavní montážní fázi nám zbývají následující komponenty.
Výkonný tranzistor
Dva proměnné rezistory
Dva konektory pro instalaci desky
Dva konektory s dráty, mimochodem dráty jsou velmi měkké, ale malého průřezu.
Tři šrouby.

Původně měl výrobce v úmyslu umístit proměnné rezistory na samotnou desku, ale jsou umístěny tak nepohodlně, že jsem se ani neobtěžoval je pájet a ukázal je jen jako příklad.
Jsou velmi blízko a bude velmi nepohodlné je upravovat, i když je to možné.

Ale děkujeme, že jste nezapomněli zahrnout dráty s konektory, je to mnohem pohodlnější.
V této podobě mohou být rezistory umístěny na předním panelu zařízení a deska může být instalována na vhodném místě.
Zároveň jsem připájel výkonný tranzistor. Jedná se o obyčejný bipolární tranzistor, ale má maximální ztrátový výkon až 100 wattů (samozřejmě při instalaci na radiátor).
Zbývají tři šrouby, ani nechápu, kde je použít, pokud v rozích desky, pak jsou potřeba čtyři, pokud připojujete výkonný tranzistor, pak jsou krátké, obecně je to záhada.

Desku lze napájet z libovolného transformátoru s výstupním napětím až 22 Voltů (ve specifikacích je uvedeno 24, ale proč nelze takové napětí použít, vysvětlil jsem výše).
Pro zesilovač Romantic jsem se rozhodl použít transformátor, který se dlouho povaloval. Proč pro a ne od a protože to ještě nikde nestálo :)
Tento transformátor má dvě výstupní výkonová vinutí 21 V, dvě pomocná vinutí 16 V a stínící vinutí.
Napětí je udáváno pro vstup 220, ale protože nyní již máme standard 230, výstupní napětí budou o něco vyšší.
Vypočítaný výkon transformátoru je asi 100 wattů.
Paralelizoval jsem výstupní výkonové vinutí, abych získal větší proud. Samozřejmě bylo možné použít usměrňovací obvod se dvěma diodami, ale to by nefungovalo lépe, tak jsem to nechal tak.

Pro ty, kteří nevědí, jak určit výkon transformátoru, jsem natočil krátké video.

První zkušební provoz. Na tranzistor jsem nainstaloval malý chladič, ale i v této podobě docházelo k poměrně velkému zahřívání, jelikož napájení je lineární.
Úprava proudu a napětí probíhá bez problémů, vše fungovalo hned, takže již mohu tohoto konstruktéra plně doporučit.
První fotka je stabilizace napětí, druhá je proud.

Nejprve jsem zkontroloval, co vyvede transformátor po usměrnění, jelikož to určuje maximální výstupní napětí.
Mám asi 25 voltů, ne moc. Kapacita filtračního kondenzátoru je 3300 μF, radil bych ji zvýšit, ale i v této podobě je zařízení vcelku funkční.

Protože pro další testování bylo nutné použít normální radiátor, přešel jsem k montáži celé budoucí konstrukce, protože instalace radiátoru závisela na zamýšleném provedení.
Rozhodl jsem se použít radiátor Igloo7200, který se mi povaloval. Podle výrobce je takový radiátor schopen odvést až 90 wattů tepla.

Zařízení bude používat pouzdro Z2A založené na nápadu polské výroby, cena bude asi 3 $.

Původně jsem se chtěl odklonit od případu, který mé čtenáře omrzel a ve kterém sbírám nejrůznější elektronické věci.
Abych to udělal, vybral jsem si o něco menší pouzdro a koupil jsem k němu ventilátor se síťkou, ale nevešlo se mi do něj všechny náplně, tak jsem si koupil druhé pouzdro a podle toho i druhý ventilátor.
V obou případech jsem si koupil ventilátory Sunon, výrobky této firmy se mi moc líbí a v obou případech jsem si koupil ventilátory 24V.

Takto jsem plánoval osadit radiátor, desku a trafo. Dokonce zbylo i trochu místa na roztažení náplně.
Nebylo možné žádným způsobem dostat ventilátor dovnitř, a tak bylo rozhodnuto umístit jej ven.

Označíme montážní otvory, vyřízneme závity a přišroubujeme je pro montáž.

Vzhledem k tomu, že vybrané pouzdro má vnitřní výšku 80mm a tento rozměr má i deska, zajistil jsem radiátor tak, aby deska byla symetrická vzhledem k radiátoru.

Závěry výkonný tranzistor také je potřeba je trochu vytvarovat, aby se nedeformovaly, když je tranzistor přitlačen k radiátoru.

Malá odbočka.
Z nějakého důvodu výrobce myslel na místo pro instalaci docela malého radiátoru, kvůli tomu se při instalaci normálního ukazuje, že stabilizátor výkonu ventilátoru a konektor pro jeho připojení překáží.
Musel jsem je odpájet a místo kde byly zalepit páskou, aby nebylo spojení s radiátorem, jelikož je na něm napětí.

Extra páska od zadní strana Ostříhal jsem to, jinak by to dopadlo úplně odfláknuté, uděláme to podle Feng Shui :)

Takto vypadá deska s plošnými spoji s konečně nainstalovaným chladičem, tranzistor je instalován pomocí teplovodivé pasty a je lepší použít dobrá tepelná pasta, protože tranzistor rozptyluje výkon srovnatelný s výkonný procesor, tj. asi 90 wattů.
Zároveň jsem hned udělal otvor pro instalaci desky regulátoru otáček ventilátoru, který se nakonec stejně musel převrtat :)

Pro nastavení nuly jsem odšrouboval oba knoflíky do krajní levé polohy, vypnul zátěž a nastavil výstup na nulu. Nyní bude výstupní napětí regulováno od nuly.

Dále jsou některé testy.
Kontroloval jsem správnost udržování výstupního napětí.
Volnoběh, napětí 10,00 Voltů
1. Zatěžovací proud 1 Ampér, napětí 10,00 Voltů
2. Zatěžovací proud 2 A, napětí 9,99 Voltů
3. Zatěžovací proud 3 Ampéry, napětí 9,98 Voltů.
4. Zatěžovací proud 3,97 Ampér, napětí 9,97 Voltů.
Charakteristiky jsou docela dobré, na přání je lze ještě trochu zlepšit změnou místa připojení rezistorů zpětná vazba pokud jde o napětí, ale pro mě to stačí tak, jak je.

Zkontroloval jsem také úroveň zvlnění, test probíhal při proudu 3A a výstupním napětí 10V

Úroveň zvlnění byla asi 15 mV, což je velmi dobré, ale myslel jsem si, že ve skutečnosti vlnění zobrazené na snímku obrazovky pocházelo spíše z elektronické zátěže než ze samotného napájení.

Poté jsem začal s montáží samotného zařízení jako celku.
Začal jsem instalací radiátoru s deskou napájecího zdroje.
K tomu jsem označil místo instalace ventilátoru a napájecí konektor.
Otvor byl označen ne zcela kulatý, s malými „řezy“ nahoře a dole, které jsou potřeba pro zvýšení pevnosti zadního panelu po vyříznutí otvoru.
Největší výzvou jsou obvykle díry. složitý tvar, například pod napájecím konektorem.

Z velké hromady malých je vyříznutá velká díra :)
Vrták + 1mm vrták dělá někdy zázraky.
Vrtáme díry, spoustu děr. Může se to zdát dlouhé a zdlouhavé. Ne, naopak je to velmi rychlé, kompletní navrtání panelu trvá asi 3 minuty.

Potom většinou nastavím vrták o něco větší, třeba 1,2-1,3mm a projedu to jako řezačkou, dostanu řez takto:

Poté vezmeme do rukou malý nůž a vyčistíme vzniklé dírky, zároveň plast trochu zastřihneme, pokud je dírka o něco menší. Plast je docela měkký, takže se s ním pohodlně pracuje.

Poslední fází přípravy je vyvrtání montážních otvorů, můžeme říci, že hlavní práce je na zadní panel hotovo.

Nainstalujeme radiátor s deskou a ventilátorem, vyzkoušíme výsledný výsledek a v případě potřeby „dokončíme pilníkem“.

Téměř na začátku jsem zmínil revizi.
Trochu na tom zapracuji.
Pro začátek jsem se rozhodl vyměnit původní diody ve vstupním diodovém můstku za Schottkyho diody, k tomu jsem koupil čtyři kusy 31DQ06. a pak jsem zopakoval chybu vývojářů desky, setrvačností nákup diod na stejný proud, ale na vyšší to bylo nutné. Ale přesto bude zahřívání diod menší, protože pokles na Schottkyho diodách je menší než na konvenčních.
Za druhé jsem se rozhodl vyměnit šunt. Nebyl jsem spokojený nejen s tím, že se zahřívá jako žehlička, ale ani s tím, že spadne cca 1,5V, což se dá použít (ve smyslu zátěže). K tomu jsem vzal dva domácí odpory 0,27 Ohm 1% (to také zlepší stabilitu). Proč to vývojáři neudělali, není jasné; cena řešení je naprosto stejná jako ve verzi s nativním odporem 0,47 Ohm.
No spíše jako doplněk jsem se rozhodl vyměnit původní filtrační kondenzátor 3300 µF za kvalitnější a prostornější Capxon 10000 µF...

Takto vypadá výsledný design s vyměněnými součástkami a nainstalovaná deska regulace teploty ventilátoru.
Ukázalo se, že je to malé JZD a kromě toho jsem omylem utrhl jedno místo na desce při instalaci výkonných odporů. Obecně bylo možné bezpečně použít méně výkonné rezistory, například jeden 2W rezistor, jen jsem neměl na skladě.

Na dno bylo přidáno také pár komponentů.
Rezistor 3,9k, paralelní k nejvzdálenějším kontaktům konektoru pro připojení odporu pro řízení proudu. Je potřeba snížit regulační napětí, protože napětí na bočníku je nyní jiné.
Pár kondenzátorů 0,22 µF, jeden paralelně s výstupem z proudového regulačního rezistoru, aby se snížilo rušení, druhý je prostě na výstupu zdroje, není to zvlášť potřeba, jen jsem omylem vytáhl pár najednou a rozhodl se použít obojí.

Celá výkonová část je připojena a na transformátoru je instalována deska s diodovým můstkem a kondenzátorem pro napájení indikátoru napětí.
Celkově je tento poplatek nepovinný aktuální verze, ale nemohl jsem zvednout ruku, abych napájel indikátor z limitujících 30 voltů, a rozhodl jsem se použít další 16 voltové vinutí.

K uspořádání předního panelu byly použity následující komponenty:
Svorky pro připojení zátěže
Pár kovových rukojetí
Vypínač
Červený filtr, deklarovaný jako filtr pro pouzdra KM35
Pro indikaci proudu a napětí jsem se rozhodl použít desku, která mi zbyla po napsání jedné z recenzí. Ale s malými ukazateli jsem nebyl spokojen a proto byly zakoupeny větší s výškou číslic 14mm a k nim byl vyroben plošný spoj.

Obecně je toto řešení dočasné, ale chtěl jsem to udělat opatrně i dočasně.

Několik fází přípravy předního panelu.
1. Nakreslete rozvržení předního panelu v plné velikosti (používám obvyklé rozvržení Sprint). Výhodou použití stejných korpusů je, že se můžete připravit nový panel velmi jednoduché, protože požadované rozměry jsou již známy.
Výtisk přiložíme na přední panel a v rozích čtvercových/obdélníkových otvorů vyvrtáme otvory pro značení o průměru 1 mm. Stejným vrtákem vyvrtejte středy zbývajících otvorů.
2. Pomocí vzniklých otvorů označíme místa řezu. Nástroj změníme na tenkou kotoučovou frézu.
3. Stříháme rovné čáry, vepředu ve velikosti jasně, vzadu trochu větší, aby byl střih co nejúplnější.
4. Vylomte odříznuté kousky plastu. Většinou je nevyhazuji, protože se mohou ještě hodit.

Stejně jako při přípravě zadního panelu zpracujeme vzniklé otvory pomocí nože.
Doporučuji vrtat otvory o velkém průměru;

Vyzkoušíme, co jsme dostali, a případně upravíme jehlovým pilníkem.
Musel jsem mírně rozšířit otvor pro vypínač.

Jak jsem psal výše, pro displej jsem se rozhodl použít desku, která zbyla z jedné z předchozích recenzí. Obecně je to velmi špatné rozhodnutí, ale je to více než vhodné pro dočasnou možnost, vysvětlím později.
Odpájíme indikátory a konektory z desky, nazýváme staré indikátory a nové.
Pinout obou indikátorů jsem vypsal, abych se nepletl.
V nativní verzi byly použity čtyřmístné ukazatele, já jsem použil trojmístné. protože se mi už nevešel do okna. Ale protože čtvrtá číslice je potřebná pouze pro zobrazení písmene A nebo U, jejich ztráta není kritická.
Mezi kontrolky jsem umístil LED indikující režim omezení proudu.

Připravuji vše potřebné, s stará deska Odpájel jsem 50 mOhm rezistor, který bude použit jako předtím, jako proudově měřící bočník.
To je problém tohoto shuntu. Faktem je, že v této možnosti budu mít úbytek napětí na výstupu 50 mV na každý 1 Ampér zátěžového proudu.
Existují dva způsoby, jak se tohoto problému zbavit: použít dva samostatné měřiče proudu a napětí a zároveň napájet voltmetr ze samostatného zdroje energie.
Druhým způsobem je instalace bočníku na kladný pól zdroje. Obě možnosti mi jako dočasné řešení nevyhovovaly, a tak jsem se rozhodl šlápnout na hrdlo svému perfekcionismu a udělat zjednodušenou verzi, ale zdaleka ne nejlepší.

Pro návrh jsem použil montážní sloupky, které zbyly z desky DC-DC měniče.
S nimi jsem získal velmi pohodlný design: deska indikátoru je připevněna k desce ampérvoltmetru, která je zase připojena k napájecí svorkovnici.
Dopadlo to ještě lépe, než jsem čekal :)
Na silovou svorkovnici jsem umístil i bočník pro měření proudu.

Výsledný design předního panelu.

A pak jsem si vzpomněl, že jsem zapomněl nainstalovat výkonnější ochrannou diodu. Později jsem to musel připájet. Použil jsem diodu, která zbyla z výměny diod ve vstupním můstku desky.
Samozřejmě by bylo fajn přidat pojistku, ale ta už v této verzi není.

Ale rozhodl jsem se nainstalovat lepší odpory pro regulaci proudu a napětí, než jaké navrhuje výrobce.
Ty původní jsou celkem kvalitní a mají hladký chod, ale jedná se o obyčejné odpory a dle mého názoru by laboratorní zdroj měl umět přesněji upravit výstupní napětí a proud.
Už když jsem přemýšlel o objednání desky napájecího zdroje, viděl jsem je v obchodě a objednal je k recenzi, tím spíš, že měly stejné hodnocení.

Obecně pro takové účely obvykle používám jiné odpory, které v sobě kombinují dva odpory, pro hrubé a hladké nastavení, ale v v poslední době Nemohu je najít na prodej.
Zná někdo jejich importované analogy?

Rezistory jsou poměrně kvalitní, úhel natočení je 3600 stupňů, nebo jednoduše - 10 plných otáček, což poskytuje změnu 3 Volty nebo 0,3 A na 1 otáčku.
S takovými odpory je přesnost nastavení přibližně 11krát přesnější než u konvenčních.

Nové odpory oproti původním, velikost je jistě působivá.
Po cestě jsem trochu zkrátil dráty k odporům, mělo by to zlepšit odolnost proti rušení.

Vše jsem zabalil do pouzdra, v zásadě zbývá i trochu místa, je kam růst :)

Stínicí vinutí jsem připojil k zemnícímu vodiči konektoru, desky doplňkové jídlo umístěn přímo na svorkách transformátoru, to samozřejmě není moc úhledné, ale na jinou možnost jsem zatím nepřišel.

Po sestavení zkontrolujte. Vše začalo téměř napoprvé, omylem jsem si spletl dvě číslice na ukazateli a dlouho jsem nemohl pochopit, co je na úpravě špatně, po přepnutí bylo vše jak má.

Poslední fází je nalepení filtru, instalace úchytů a montáž korpusu.
Filtr má po svém obvodu tenčí okraj, hlavní část je zapuštěna do okénka pouzdra a tenčí část je přilepena oboustrannou páskou.
Rukojeti byly původně navrženy pro průměr hřídele 6,3 mm (pokud se nepletu), nové rezistory mají tenčí hřídel, takže jsem musel na hřídel nanést několik vrstev tepelného smrštění.
Rozhodl jsem se prozatím přední panel nijak nenavrhovat a má to dva důvody:
1. Ovládání je tak intuitivní, že v nápisech zatím není žádný konkrétní bod.
2. Plánuji úpravu tohoto zdroje, takže změny v provedení předního panelu jsou možné.

Pár fotek výsledného designu.
Pohled zepředu:

Pohled zezadu.
Pozorní čtenáři si pravděpodobně všimli, že ventilátor je umístěn tak, že fouká horký vzduch z krytu, spíše než čerpání studeného vzduchu mezi žebra chladiče.
Rozhodl jsem se to udělat, protože radiátor je o něco menší na výšku než skříň, a aby se dovnitř nedostal horký vzduch, nainstaloval jsem ventilátor obráceně. To samozřejmě výrazně snižuje účinnost odvodu tepla, ale umožňuje trochu větrat prostor uvnitř zdroje.
Dále bych doporučil udělat několik otvorů ve spodní části spodní poloviny těla, ale to je spíše doplněk.

Po všech úpravách jsem skončil s o něco menším proudem než v původní verzi a byl asi 3,35 A.

Pokusím se tedy popsat klady a zápory této desky.
Pros
Vynikající zpracování.
Téměř správný obvodový návrh zařízení.
Kompletní sada dílů pro sestavení desky stabilizátoru napájení
Vhodné pro začínající radioamatéry.
Ve své minimální podobě navíc vyžaduje pouze transformátor a radiátor, v pokročilejší podobě vyžaduje i ampérvoltmetr.
Po sestavení plně funkční, i když s některými nuancemi.
Žádné kapacitní kondenzátory na výstupu zdroje, bezpečné při testování LED atd.

Nevýhody
Typ operačních zesilovačů je špatně zvolen, proto musí být rozsah vstupního napětí omezen na 22 Voltů.
Nepříliš vhodná hodnota odporu pro měření proudu. Normálně pro něj pracuje tepelný režim, ale je lepší jej vyměnit, protože zahřívání je velmi vysoké a může poškodit okolní komponenty.
Vstupní diodový můstek funguje na maximum, je lepší vyměnit diody za výkonnější

Můj názor. Během procesu montáže jsem nabyl dojmu, že obvod vyvíjeli dva různí lidé, jedna použita správný princip nastavení, zdroj referenčního napětí, zdroj napětí se zápornou polaritou, ochrana. Druhý k tomuto účelu špatně zvolil bočník, operační zesilovače a diodový můstek.
Obvodový návrh zařízení se mi velmi líbil a v sekci úprav jsem chtěl nejprve vyměnit operační zesilovače, dokonce jsem si koupil mikroobvody s maximálním provozním napětím 40 Voltů, ale pak jsem si úpravy rozmyslel. ale jinak je řešení celkem správné, úprava plynulá a lineární. Samozřejmostí je topení, bez toho se nedá žít. Obecně, pokud jde o mě, jde o velmi dobrý a užitečný konstruktér pro začínajícího radioamatéra.
Určitě se najdou lidé, kteří napíšou, že je jednodušší koupit si hotovou, ale myslím si, že sestavit si to svépomocí je jednak zajímavější (to je asi nejdůležitější), tak i užitečnější. Navíc spousta lidí má doma docela snadno trafo a radiátor ze starého procesoru a nějakou tu krabici.

Již při psaní recenze jsem měl ještě silnější pocit, že tato recenze bude začátkem série recenzí věnovaných lineárnímu napájení, mám myšlenky na zlepšení -
1. Překlad indikačního a ovládacího obvodu do digitální verze, případně s připojením k počítači
2. Výměna operačních zesilovačů za vysokonapěťové (zatím nevím jaké)
3. Po výměně operačního zesilovače chci udělat dva automaticky spínací stupně a rozšířit rozsah výstupního napětí.
4. Změňte princip měření proudu v zobrazovacím zařízení tak, aby nedocházelo k poklesu napětí při zátěži.
5. Přidejte možnost vypnout výstupní napětí tlačítkem.

To je asi vše. Možná si ještě na něco vzpomenu a něco doplním, ale spíš se těším na komentáře s dotazy.
Plánujeme také věnovat několik dalších recenzí návrhářům pro začínající radioamatéry, možná bude mít někdo návrhy týkající se určitých návrhářů.

Ne pro slabé povahy

Nejdřív jsem to nechtěl ukazovat, ale pak jsem se rozhodl, že to stejně vyfotím.
Vlevo je napájecí zdroj, který jsem používal mnoho let předtím.
Jedná se o jednoduchý lineární zdroj s výkonem 1-1,2 A při napětí až 25 Voltů.
Tak jsem to chtěl nahradit něčím výkonnějším a správnějším.

Produkt byl poskytnut k napsání recenze obchodem. Recenze byla zveřejněna v souladu s článkem 18 Pravidel webu.