AC til +15V, -15V 1A Variabel og 5V 1A fast bænk DC strømforsyning: 8 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:25

En strømforsyning er en elektrisk enhed, der leverer elektrisk strøm til en elektrisk belastning. Denne modelforsyning har tre DC-strømforsyninger i solid state. Den første forsyning giver en variabel effekt på positive 1,5 til 15 volt ved op til 1 ampere. Den anden giver en negativ 1,5 til -15 volt ved 1 ampere. Den tredje har en fast 5V ved 1 ampere. Alle forsyninger er fuldt reguleret. Et specielt IC -kredsløb holder udgangsspændingen inden for.2V, når den går fra ingen belastning til 1 ampere. Outputtet er fuldt beskyttet mod kortslutninger. Denne forsyning er ideel til brug i skolelaboratorier, servicebutikker eller hvor som helst der kræves en præcis jævnstrømsspænding.

Trin 1: Hvordan fungerer en forsyning?

Forsyningen består af to kredsløb, den ene er fast 5v udgang og den anden er 0 til+15 og -15 variabel forsyning med hvert afsnit forklaret nedenfor. Den består af en effekttransformator, et DC -ensretterstadium og regulatortrinnet.

1. Nedtrapning af 220V AC ved hjælp af transformer: Da input fra regulatorerne formodes at være omkring alt fra 1,5 til 40 volt. Så 220v AC blev trappet ned ved hjælp af transformeren. 220v vekselstrøm fra hovedforsyningen leveres til transformatorens sekundære spole via sikring og switch, som nedtrapper den til 18 volt. Transformatorens drejeforhold var 12: 1. Ved test viste det sig, at transformatorens åbne kredsløbsspænding var 22 volt. Transformatoren tjener to formål. For det første reducerer det 220VAC -input til 17VAC og 9VAC for at tillade den korrekte spænding at komme ind i ensretterens trin. For det andet isolerer det strømforsyningen fra 220VACline. Dette forhindrer brugeren i at farligt spændingsstød, hvis brugeren står i et jordforbundet område. En centertappet transformer har to sekundære viklinger, der er 180 grader ude af fase.
2. AC til DC -omformer: Til udbedring af vekselstrømmen (konvertering fra vekselstrøm til jævnstrøm) blev der anvendt brokonfiguration af dioder, der afbrød AC's negative cyklus og konverterede den til pulserende jævnstrøm. Hver diode fungerer kun, når den er i forspændingstilstand (når spændingen ved anoden er højere end spændingen ved katoden). Denne DC havde nogle krusninger involveret i den, så en kondensator blev brugt til at udjævne den relativt, før den sendes til reguleringskredsløbet.
3. Regulator Circuit: Regulator kredsløbet i PowerSupply består af et integreret LM-317 og LM-337 kredsløb. LM317 leverer mere end 1,5 A belastningsstrøm med en udgangsspænding, der kan justeres over et område på 1,2 til 37 V. LM337 -serien er justerbare 3 -terminal negative spændingsregulatorer, der kan levere over 1,5 A over et udgangsspændingsområde på -1,2 til -37 V. De er usædvanligt lette at bruge og kræver kun to eksterne modstande for at indstille udgangsspændingen. Endvidere er både linje- og belastningsregulering bedre end standard faste regulatorer. Udgangsspændingen for LM317/LM377 bestemmes af forholdet mellem de to feedbackmodstande R1 og R2, der danner et potentielt divideringsnetværk på tværs af udgangsterminalen. Spændingen over feedbackmodstanden R1 er en konstant 1,25V referencespænding, Vref produceret mellem "Output" og "justering" terminal. Så strømmer uanset strøm gennem modstand R1 også gennem modstand R2 (ignorerer den meget lille justeringsterminalstrøm), hvor summen af spændingsfaldene over R1 og R2 er lig med udgangsspændingen, Vout. Indgangsspændingen, Vin skal naturligvis være mindst 2,5 volt større end den nødvendige udgangsspænding for at drive regulatoren.
4. Filter: Output fra LM317/337 blev ført til kondensatoren for at filtrere den pulserende effekt. Og så blev det sendt til output. Det skal bemærkes, at kondensatorens polaritet skal huskes på, før den placeres.

5v fast DC forsyning

5v DC fungerer efter det samme princip, men den regulator, der bruges til det, er en fast 7805. Også transformeren, der blev brugt, var på 220V til 9V AC.

Trin 2: Kredsløbsdiagram og nødvendige komponenter:

Kredsløbsdiagram og nødvendige komponenter er angivet på billederne ovenfor.

Trin 3: Simuleringer og PCB -layout

Proteus skematisk og simuleringer:

Det skematiske kredsløb blev simuleret for at se, om kredsløbet fungerer korrekt og opnår vores mål om en ± 15V variabel og 5V fast strømforsyning. Hvilket blev verificeret ved at måle udgangsspændingen ved hjælp af multi-meter.

Proteus PCB -layout:

Det skematiske kredsløb efter test blev derefter konverteret til dets PCB -layout. Komponenterne placeres først, og routingen udføres via automatisk routing. Strømledningens bredde er T80, hvorimod resten af tråden har bredden T70. Pladelængden blev valgt til at være 6 x 8 tommer. Et 3D -layout blev også kontrolleret for det forventede PCB -design. Layoutet efter afslutning og test af, om stierne ikke krydser, eksporteres som PDF. Kun brættets kant og bundlag vælges til at være i PDF -filen, og resten er ikke valgt. Det giver os et print af sporet af hele PCB.

Trin 4: PCB -udskrivning

Udskrivning på smørpapir:

Sporet, der kom som en PDF -fil, blev trykt på smørpapiret. Printeren, der blev brugt til dette formål, var den med toner frem for flydende blæk, da den ikke kan overføres til smørpapiret. Til dette formål skæres smørpapir, så det matcher størrelsen på et A4 -papir for let udskrivning og derefter skæres, så det passer til printkortstørrelsen.

Overførsel af printet fra smørpapir til printkort:

Smørpapiret lægges oven på printkortet. Et varmt jern bruges til at trykke smørpapiret, hvilket resulterer i, at sporet fotokopierer sig selv på printkortet på grund af opvarmning af tonerblækket. Herefter foretages banekorrektioner ved hjælp af den permanente markør.

Ætsning:

Overførsel af sporet på printkortet, i næste trin dyppes brættet i en beholder fyldt med ferricchlorid placeret i ovnen, hvilket resulterer i fjernelse af kobber fra hele PCB -pladen undtagen sporet, der blev udskrevet, hvilket resulterede i et plastark med kobber kun til stede på banen.

Boring:

Efter forberedelse af printkortet bores hullerne ved hjælp af en PCB -boremaskine ved at holde det midt for at holde boret 90 grader til printkortet og ikke anvende ekstra tryk, ellers borer boret. Hullerne til transistorer, stik, regulatorer Dioder er større end almindelige modstande, kondensatorer osv.

Rengøring med fortynder/benzin:

PCB -pladen vaskes med et par dråber tyndere eller benzin i henhold til tilgængeligheden, så blækket fjernes fra sporet for perfekt lodning af komponenten på PCB. PCB er klar til at blive loddet med komponenter.

Lodning af komponenter:

Komponenterne loddes derefter på printkortet i henhold til Proteus PCB -layout. Komponenterne loddes med forsigtighed ved ikke at kortslutte sporene eller punkterne. Polariteter af komponenter som kondensatorer/transistorer er husket. Kølelegemer fastgøres med regulatorerne ved hjælp af pastaen for bedre ledningsevne og loddes med printet. Tilsvarende

Test:

En sidste gang testes PCB for kortvarig lodning af komponenterne på brættet. Derefter blev PCB tændt, og output blev noteret, hvilket var i overensstemmelse med den ønskede output. PCB er klar til at placeres i kabinettet.

Trin 5: Forberedelse af kabinet

Et præfabrikeret kabinet med grundlæggende layout blev købt fra markedet og blev ændret i henhold til det ønskede krav. Det kom med to huller til to bindestolper, så der blev boret yderligere 4 huller til bindestolpe og 2 til potentiometre i foringsrøret. En kvindelig 3 -polet stik blev også placeret for nem tilslutning af vekselstrømskabel. En afbryder blev også placeret uden for at tænde eller slukke for strømforsyningen. Derudover blev der installeret en VOLTMETER i forsyningen for let læsbarhed/valg for brugeren.

Trin 6: Opsætning af forsyningen

Transformatorer og kredsløb blev placeret i kabinettet ved hjælp af et træ/isolerende ark for at undgå kortslutning med kroppen. Bolte og kabelbindere blev brugt til at holde komponenterne sammen. Bindestænger, sikringsholderpotentiometre og knap blev installeret på kabinettet. Jumper wire blev brugt til at forbinde og blev loddet for at sikre forbindelsen. shrink wrap blev brugt til at sikre forbindelserne og for at undgå enhver kortslutning. Forsyningen blev testet.

Trin 7: Indlæs regulering

Belastning blev forbundet til forsyningsudgangen, og udgangsspændingsfaldet stod over for, hvilket skyldtes faldet over modstandene på ledningerne/ pcb -sporene/ forbindelsespunkterne. Så for at imødekomme det blev værdierne af modstandene på tværs af LM317/LM337 ændret for at give belastningsspænding på 15 volt. Da spændingen, der var ved udgang, var åben kredsløbsspænding.

Trin 8: Afsluttende test/observationer

Voltmeter brugt i forsyningen fungerede kun til spændingsniveauer over 7v (andet ikke tilgængeligt på markedet). Så ved at bruge et bedre voltmeter kunne lavere spændingsværdier også måles. Fortrinsvis ved hjælp af et tovejs analogt voltmeter og ved hjælp af en switch til at ændre værdien, der skal måles (+ve forsyning eller –ve forsyningsspænding), kunne det gøres mere praktisk.

Generelt var det et interessant projekt. Meget blev lært, da jeg blev fortrolig med fremstilling af PCB, problemer med at lave en forsyning og variable spændingsregulatorer.

Besøg også https://easyeeprojects.blogspot.com/ for kommende projekter.:)