منبع تغذیه AC تا +15V ، -15V 1A متغیر و 5V 1A نیمکت ثابت: 8 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:52

منبع تغذیه یک وسیله الکتریکی است که نیروی الکتریکی را برای یک بار الکتریکی تأمین می کند. این منبع تغذیه مدل دارای سه منبع تغذیه DC حالت جامد است. منبع تغذیه خروجی متغیر مثبت 1.5 تا 15 ولت را تا 1 آمپر می دهد. دوم منفی 1.5 تا -15 ولت منفی در 1 آمپر می دهد. سوم دارای 5 ولت ثابت در 1 آمپر است. همه لوازم کاملاً تنظیم شده است. یک مدار ویژه IC ولتاژ خروجی را در حالت 0.2 ولت نگه می دارد در حالی که از بار بدون بار به 1 آمپر می رود. خروجی به طور کامل در برابر اتصال کوتاه محافظت می شود. این منبع برای استفاده در آزمایشگاه های مدرسه ، فروشگاه های خدمات و یا هر جایی که ولتاژ DC دقیق مورد نیاز است ایده آل است.

مرحله 1: عرضه چگونه کار می کند؟

منبع تغذیه شامل دو مدار است ، یکی خروجی 5 ولت ثابت و دیگری 0 تا+15 و منبع متغیر -15 با هر بخش در زیر توضیح داده شده است. این شامل یک ترانسفورماتور قدرت ، یک مرحله یکسو کننده DC و مرحله تنظیم کننده است.

1. کاهش 220 ولت AC با استفاده از ترانسفورماتور: به عنوان ورودی رگولاتورها در حدود 1.5 تا 40 ولت است. بنابراین 220 ولت AC با استفاده از ترانسفورماتور کنار رفت. 220 ولت AC از سیم اصلی به سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور از طریق فیوز و سوئیچ تأمین می شود ، که آن را تا 18 ولت پایین می آورد. نسبت چرخش ترانس 12: 1 بود. هنگام آزمایش ، ولتاژ مدار باز ترانس 22 ولت شد. ترانسفورماتور دو منظور را انجام می دهد. ابتدا ورودی 220VAC را به 17VAC و 9VAC کاهش می دهد تا ولتاژ مناسب وارد مراحل یکسو کننده شود. دوم ، منبع تغذیه خروجی را از خط 220VACline جدا می کند. در صورت ایستادن کاربر در یک منطقه متصل به زمین ، این امر باعث جلوگیری از شوک خطرناک ولتاژ در کاربر می شود. ترانسفورماتور ضربه زده مرکزی دارای دو سیم پیچ ثانویه است که 180 درجه خارج از فاز هستند.
2. مبدل AC به DC: برای اصلاح AC (تبدیل از AC به DC) ، از پیکربندی پل دیودها استفاده شد که چرخه منفی AC را قطع کرده و آن را به DC ضربان دار تبدیل کرد. هر دیود فقط در حالت بایاس رو به جلو کار می کند (هنگامی که ولتاژ در آند بیشتر از ولتاژ در کاتد باشد). این DC دارای موج هایی بود که در آن وجود داشت ، بنابراین از خازنی برای صاف کردن نسبی آن قبل از ارسال به مدار تنظیم استفاده شد.
3. مدار تنظیم کننده: مدار تنظیم کننده در PowerSupply شامل یک مدار مجتمع LM-317 و LM-337 است. LM317 بیش از 1.5 آمپر جریان بار با ولتاژ خروجی قابل تنظیم در محدوده 1.2 تا 37 ولت تامین می کند. سری LM337 تنظیم کننده های ولتاژ منفی سه پایانه قابل تنظیم هستند که می توانند بیش از 1.5-1 A را در محدوده ولتاژ خروجی -1.2 تا -37 ولت تغذیه کنند. استفاده از آنها بسیار آسان است و برای تنظیم ولتاژ خروجی فقط به دو مقاومت خارجی نیاز دارند. علاوه بر این ، تنظیم خط و بار بهتر از تنظیم کننده های ثابت استاندارد است. ولتاژ خروجی LM317/LM377 با نسبت دو مقاومت بازخورد R1 و R2 که یک شبکه تقسیم کننده بالقوه در ترمینال خروجی را تشکیل می دهند ، تعیین می شود. ولتاژ در مقاومت بازخورد R1 یک ولتاژ مرجع ثابت 1.25V است ، Vref بین ترمینال "خروجی" و "تعدیل". سپس هر جریانی که از طریق مقاومت R1 عبور می کند ، از طریق مقاومت R2 نیز عبور می کند (نادیده گرفتن جریان پایانه تنظیم بسیار کوچک) ، با مجموع افت ولتاژ در R1 و R2 برابر ولتاژ خروجی ، Vout. بدیهی است که ولتاژ ورودی ، Vin باید حداقل 2.5 ولت بیشتر از ولتاژ خروجی مورد نیاز برای تغذیه تنظیم کننده باشد.
4. فیلتر: خروجی LM317/337 به خازن داده شد تا اثر ضربان دار را فیلتر کند. و سپس به خروجی ارسال شد. لازم به ذکر است که قبل از قرار دادن خازن باید قطبیت آن را در نظر داشت.

منبع تغذیه ثابت 5 ولت

5v DC بر اساس همان اصل کار می کند ، اما تنظیم کننده مورد استفاده برای آن 7805 ثابت است. همچنین ترانس مورد استفاده 220V تا 9V AC بود.

مرحله 2: نمودار مدار و اجزای مورد نیاز:

نمودار مدار و اجزای مورد نیاز در تصاویر بالا ذکر شده است.

مرحله 3: شبیه سازی و طرح PCB

شماتیک و شبیه سازی پروتئوس:

مدار شماتیک شبیه سازی شد تا ببینیم آیا مدار به درستی کار می کند و به هدف ما از یک متغیر 15 ولت پوند و منبع تغذیه ثابت 5 ولت دست یافته است. که با اندازه گیری ولتاژ خروجی با کمک چند متر تایید شد.

طرح PCB پروتئوس:

مدار شماتیک پس از آزمایش به طرح PCB آن تبدیل شد. اجزاء ابتدا قرار می گیرند و مسیریابی از طریق مسیریابی خودکار انجام می شود. عرض سیم برق T80 است در حالی که بقیه سیم دارای عرض T70 است. طول برد 6 در 8 اینچ انتخاب شد. یک طرح سه بعدی نیز برای طراحی PCB مورد انتظار بررسی شد. طرح تکمیل و آزمایش اینکه آیا مسیرها از هم عبور نمی کنند به صورت PDF صادر می شود. فقط لبه تخته و لایه پایینی برای قرار گرفتن روی فایل PDF انتخاب شده و بقیه انتخاب نشده است. این یک چاپ از کل PCB را به ما می دهد.

مرحله 4: چاپ PCB

چاپ روی کاغذ کره:

آهنگی که به صورت فایل PDF در آمد روی کاغذ کره چاپ شد. چاپگر مورد استفاده برای این منظور پرینتر با جوهر مایع بود زیرا نمی توان آن را روی کاغذ کره منتقل کرد. برای این منظور ، کاغذ کره ای بریده می شود تا اندازه کاغذ A4 برای چاپ آسان باشد و سپس برش می خورد تا متناسب با اندازه PCB باشد.

انتقال چاپ از کاغذ کره به صفحه PCB:

کاغذ کره ای در بالای تخته PCB قرار می گیرد. برای فشار دادن کاغذ کره از آهن داغ استفاده می شود و در نتیجه گرم شدن جوهر تونر ، قطعه خود را روی صفحه PCB کپی می کند. پس از آن اصلاح آهنگ با استفاده از نشانگر دائمی انجام می شود.

حکاکی:

با انتقال مسیر روی برد PCB ، در مرحله بعد تخته را در ظرفی پر از کلرید فریک فرو برده که در فر قرار می گیرد و منجر به حذف مس از سراسر تخته PCB می شود به غیر از قطعه ای که چاپ شده و در نتیجه یک ورقه پلاستیکی با مس فقط در مسیر موجود است.

حفاری:

پس از آماده سازی PCB ، سوراخ ها با استفاده از مته Pcb با نگه داشتن آن در وسط مته حفاری می شوند تا مته را در 90 درجه روی PCB نگه دارید و فشار اضافی وارد نکنید در غیر این صورت بیت مته می شکند. سوراخهای ترانزیستورها ، اتصالات ، تنظیم کننده ها دیودها بزرگتر از مقاومتهای معمولی ، خازنها و غیره هستند.

تمیز کردن با استفاده از تینر/بنزین:

تخته PCB با چند قطره تینر یا بنزین با توجه به در دسترس بودن شسته می شود تا جوهر از روی خط برای لحیم کاری کامل قطعه روی PCB خارج شود. PCB آماده لحیم کاری با قطعات است.

لحیم کاری اجزاء:

سپس قطعات با توجه به طرح پروتئوس PCB روی برد PCB لحیم می شوند. قطعات با احتیاط لحیم می شوند و مسیرها یا نقاط را کوتاه نمی کنند. قطعاتی مانند خازن ها/ترانزیستورها در نظر گرفته می شود. سینک های حرارتی با استفاده از خمیر برای رسانایی بهتر با تنظیم کننده متصل می شوند و با PCB لحیم می شوند. به طور مشابه

آزمایش کردن:

برای آخرین بار ، PCB برای لحیم کاری قطعات روی برد مورد آزمایش قرار می گیرد. پس از آن ، PCB روشن شد و خروجی مطابق با خروجی مورد نظر مشخص شد. PCB آماده برای قرار دادن در پوشش است.

مرحله 5: آماده سازی محفظه

یک بدنه پیش ساخته با طرح اولیه از بازار خریداری شد و مطابق نیاز مورد نظر اصلاح شد. دو سوراخ برای دو پایه اتصال وجود داشت ، بنابراین 4 سوراخ اضافی برای اتصال و 2 سوراخ برای پتانسیومتر در بدنه حفر شد. یک سوکت زن 3 پین نیز برای اتصال آسان کابل تغذیه AC قرار داده شده است. همچنین یک سوئیچ برای روشن یا خاموش کردن منبع تغذیه در خارج قرار داده شده است. علاوه بر آن یک VOLTMETER در منبع برای خوانایی آسان/انتخاب برای کاربر نصب شده است.

مرحله 6: راه اندازی منبع

ترانسفورماتورها و مدار با کمک یک ورق چوبی/عایق در بدنه قرار داده شد تا از هرگونه کوتاه شدن بدنه جلوگیری شود. پیچ و مهره های کابل برای نگه داشتن قطعات در کنار هم استفاده شد. پایه های اتصال ، پتانسیومترهای نگهدارنده فیوز و دکمه روی بدنه نصب شده است. برای اتصال از سیم جامپر استفاده شده و برای ایمن سازی اتصال لحیم شده است. برای محکم کردن اتصالات و جلوگیری از هرگونه اتصال کوتاه ، از بسته بندی کوچک کننده استفاده می شود. عرضه مورد آزمایش قرار گرفت.

مرحله 7: تنظیم بار

بار به خروجی منبع وصل شد و افت ولتاژ خروجی با آن مواجه شد که به دلیل کاهش مقاومت در برابر سیمها/ مسیرهای PCB/ نقاط اتصال بود. بنابراین ، برای مقابله با آن ، مقادیر مقاومتها در LM317/LM337 تغییر کرد تا ولتاژ بار 15 ولت را تأمین کند. همانطور که ولتاژ خروجی ولتاژ مدار باز بود.

مرحله 8: آزمایش نهایی/مشاهدات

ولت متر مورد استفاده در منبع تغذیه فقط برای سطوح ولتاژ بالای 7 ولت کار می کند (سایر موارد موجود در بازار نیست). بنابراین با استفاده از ولت متر بهتر ، مقادیر ولتاژ پایین تر نیز قابل اندازه گیری است. ترجیحاً با استفاده از ولت متر آنالوگ دو طرفه و با استفاده از یک سوئیچ برای تغییر مقدار اندازه گیری شده (+منبع تغذیه یا ولتاژ منبع تغذیه) ، می توان آن را کاربردی تر کرد.

در کل پروژه جالبی بود. با آشنایی با ساخت PCB ، مشکلات ایجاد منبع تغذیه و تنظیم کننده های متغیر ولتاژ ، چیزهای زیادی آموختم.

همچنین لطفاً برای پروژه های آینده از https://easyeeprojects.blogspot.com/ دیدن کنید.:)