منبع تغذیه نیمکت متغیر آنالوگ DI/ محدود کننده جریان دقیق: 8 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:56

در این پروژه نحوه استفاده از LM317T معروف با ترانزیستور قدرت فعلی و نحوه استفاده از تقویت کننده حس جریان LT6106 Technology Linear برای محدود کننده جریان دقیق را به شما نشان خواهم داد. این مدار ممکن است به شما اجازه دهد تا بیش از 5A استفاده کنید ، اما این بار فقط برای بار سبک 2A استفاده می شود زیرا من یک ترانسفورماتور 24V 2A نسبتاً کوچک و یک محفظه کوچک را انتخاب می کنم. ولتاژ خروجی را از 0.0V ترجیح می دهم ، سپس برخی دیودها را به صورت سری اضافه می کنم تا حداقل ولتاژ خروجی LM317 1.25V را لغو کند. این مشخصات همچنین به شما امکان می دهد از اتصال کوتاه محافظت کنید. این مدارها برای ایجاد منبع تغذیه نیمکت متغیر آنالوگ که 0.0V-28V و 0.0A-2A با محدود کننده جریان دقیق تولید می کنند ، ترکیب شده اند. عملکرد تنظیم و سر و صدا در مقایسه با منبع تغذیه شبیه ساز DC-DC بسیار خوب است. بنابراین بهتر است این مدل به ویژه برای برنامه های صوتی آنالوگ استفاده شود. بیایید شروع کنیم !

مرحله 1: فهرست شماتیک و قطعات

من می خواهم طرح کلی این پروژه را به شما نشان دهم.

من شماتیک سوراخ را به سه قسمت برای توضیح آسان تقسیم کرده بودم. section بخش ورودی AC section section بخش میانی (مدارهای کنترل DC) 、 section بخش خروجی.

می خواهم فهرست قسمت ها را به ترتیب برای هر بخش توضیح دهم.

مرحله 2: آماده سازی برای حفاری مورد و حفاری

ما باید ابتدا قسمتهای بیرونی را جمع آوری کرده و مورد (محفظه) را حفر کنیم.

طراحی مورد این پروژه با نرم افزار Adobe illustrator انجام شده است.

در مورد نحوه قرار دادن قطعات ، آزمایشات و خطاهای زیادی را انجام دادم و به عنوان اولین عکس نشان دادم و تصمیم گرفتم.

اما من این لحظه را دوست دارم زیرا می توانم در خواب ببینم چه چیزی بسازم؟ یا کدوم بهتره؟

مانند یک موج خوب انتظار است. این واقعا زمان ارزشمندی است! لول

به هر حال ، من می خواهم فایل an.ai و.pdf را نیز ضمیمه کنم.

برای آماده شدن برای حفاری کیس ، طرح را روی کاغذ چسبی با اندازه A4 چاپ کرده و روی بدنه بچسبانید.

هنگام حفاری کیس علامت هایی ایجاد می شود و طراحی زیبایی برای محفظه خواهد بود.

اگر کاغذ کثیف شد ، لطفاً آن را جدا کرده و دوباره کاغذ را بچسبانید.

اگر برای حفاری مورد آماده شده اید ، می توانید حفاری مورد را با توجه به علائم مرکزی روی قاب شروع کنید.

من اکیداً به شما توصیه می کنم اندازه سوراخ های روی کاغذ چسبانده شده را 8 Φ ، 6 Φ به این ترتیب توصیف کنید.

از ابزارها می توان به مته برقی ، مته های مته ، گام های مته و ابزار نیبلر دستی یا ابزار dremel اشاره کرد.

لطفاً مراقب باشید و زمان کافی را برای جلوگیری از تصادف اختصاص دهید.

ایمنی

عینک ایمنی و دستکش ایمنی ضروری است.

مرحله 3: ① بخش ورودی AC

پس از اتمام حفاری و اتمام مورد ، بیایید ساخت تابلوهای برق و سیم کشی را شروع کنیم.

در اینجا لیست قطعات آمده است. با عرض پوزش برخی از پیوندها برای فروشنده ژاپنی است.

امیدوارم بتوانید قطعات مشابه را از فروشندگان نزدیک خود تهیه کنید.

1. قطعات مورد استفاده در بخش ورودی AC

فروشنده: قطعات Marutsu- 1 x RC-3:

قیمت: 1 ، 330 پوند (تقریباً 12 دلار آمریکا)

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

قیمت: 2 پوند ، 790 پوند (تقریباً 26 دلار آمریکا) اگر ورودی 220 ولت را دوست دارید ، [2H-242] ￥ 2 ، 880 را انتخاب کنید

- 1 عدد کد AC با پلاگین:

قیمت: 180 پوند (تقریبا 1.5 دلار آمریکا)

-1 عدد جعبه فیوز AC 【F-4000-B s قطعات Sato: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/15361/ قیمت: 80180 (تقریبا 1.5 دلار آمریکا)

- 1 عدد سوئیچ برق AC (بزرگ) NKK 【M-2022L/B】: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/15771/ قیمت: 380 پوند (تقریبا 3.5 دلار آمریکا)

- سوئیچ 1 x 12V/24V (کوچک) Miyama 【M5550K】: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/112704/ قیمت: 181 پوند (تقریبا 1.7 دلار آمریکا)

- 1 عدد دیود یکسو کننده پل (بزرگ) 400V 15A 【GBJ1504-BP htt: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/12699673/ قیمت: 318 پوند (تقریباً 3.0 دلار آمریکا)

- 1 عدد دیود یکسو کننده پل (کوچک) 400V 4A 【GBU4G-BP htt: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/12703750/ قیمت: 210 پوند (تقریباً 2.0 دلار آمریکا)

- 1 عدد کندانسور بزرگ 2200uf 50V 【ESMH500VSN222MP25S htt: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/52022/ قیمت: 440 پوند (تقریباً 4.0 دلار آمریکا)

-1 x 4p ترمینال عقب افتاده 【L-590-4P】: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/17474/ قیمت: 80 پوند (تقریبا 0.7 دلار آمریکا)

با عرض پوزش برای پیوند ناخوشایند به سایت ژاپنی ، لطفاً فروشنده ای را که قطعات مشابه را با ارجاع به آن پیوندها کار می کند ، جستجو کنید.

مرحله 4: ② بخش میانی (مدار کنترل DC)

از اینجا ، بخش کنترل ولتاژ DC منبع تغذیه اصلی است.

عملکرد این بخش بعداً بر اساس نتایج شبیه سازی نیز توضیح داده می شود.

اساساً من از LM317T کلاسیک با یک ترانزیستور قدرت بزرگ برای توان خروجی جریان زیاد تا 3A به طور یکسان استفاده می کنم.

و برای لغو حداقل ولتاژ خروجی 1.25V LM317T ، دیود D8 برای Vf را به Q2 Vbe اضافه کردم.

حدس می زنم Vf از D8 تقریباً باشد. 0.6V و Q2 Vbe نیز تقریبا. 0.65V سپس کل 1.25V است.

(اما این ولتاژ بستگی به If و Ibe دارد ، بنابراین برای استفاده از این روش احتیاط لازم است)

قسمت اطراف Q3 که توسط خط نقطه ای احاطه شده است نصب نشده است. (برای اختیاری برای ویژگی خاموش شدن حرارتی آینده.)

قطعات مورد استفاده به شرح زیر است ،

0．1Ω 2W Akizuki Densho

هیت سینک 【34H115L70 Part قطعات Mulsu

دیود یکسو کننده (100V 1A) IN4001 ebay

IC کنترل ولتاژ LM317T Akizuki Denshi

General Purose NPN Tr 2SC1815 Akizuki Denshi

U2 LT6106 IC Current Sense IC Akizuki Denshi

PCB تبدیل PCB برای LT6106 (SOT23) Akizuki Denshi

U3 Comparator IC NJM2903 Akizuki Denshi

POT 10kΩ 、 500Ω ΩKΩ Akizuki Denshi

مرحله 5: بخش خروجی

آخرین بخش ، بخش خروجی است.

من مترهای آنالوگ یکپارچهسازی با سیستمعامل را دوست دارم ، سپس مترهای آنالوگ را انتخاب کردم.

و من یک Poly Switch (فیوز قابل تنظیم مجدد) برای حفاظت خروجی انتخاب کردم.

قطعات مورد استفاده به شرح زیر است ،

فیوز قابل تنظیم مجدد 2.5Ａ REUF25 Akizuki Denshi

2.2KΩ 2W ثبت کننده خونریزی Akizuki Denshi

ولتاژ ولتاژ 32 ولت (پانل متر) Akizuki Denshi

3A ولت متر آنالوگ (پانل متر) Akizuki Denshi

ترمینال خروجی MB-126G Akizuki Denshi قرمز و سیاه

تخته نان جهانی 210 x 155mm Akizuki Denshi

پایانه تخته نان (به دلخواه) Akizuki

مرحله 6: مونتاژ و آزمایش را به پایان برسانید

تا اینجا ، من فکر می کنم که صفحه اصلی شما نیز تکمیل شده است.

لطفاً سیم کشی قطعات متصل به بدنه مانند غلاف ، متر ، پایانه ها را ادامه دهید.

اگر ساخت پروژه را به پایان رساندید.

مرحله نهایی آزمایش پروژه است.

این منبع تغذیه آنالوگ مشخصات اصلی است

1 ، 0 ～ 30V ولتاژ خروجی تنظیم درشت و تنظیم خوب.

2 ، 0 ～ 2.0A جریان خروجی با محدود کننده (توصیه می کنم از مشخصات ترانسفورماتور استفاده کنید.)

3 ، تغییر ولتاژ خروجی سوئیچ در پنل پشتی برای کاهش تلفات زیست محیطی

(0 ～ 12V ، 12 ～ 30V)

تست اولیه

آزمایش مدار

همانطور که در عکس نشان داده شده است ، از مقاومت 5W 10Ω به عنوان بار ساختگی استفاده کردم.

هنگامی که 5V را تنظیم می کنید ، 0.5A را ارائه می دهد. 10V 1A ، 20V 2.0A.

و هنگامی که محدودیت فعلی را به سطح مورد علاقه خود تنظیم می کنید ، محدود کننده فعلی کار می کند.

در این حالت ، ولتاژ خروجی با توجه به تنظیم جریان خروجی شما کاهش می یابد.

آزمایش شکل موج اسیلوسکوپ

من همچنین می خواهم شکل موج اسیلوسکوپ را به شما نشان دهم.

اولین شکل موج ، شکل موج افزایش ولتاژ است که برق دستگاه را روشن می کنید.

CH1 (آبی) درست بعد از یکسو کننده و خازن 2200uF است. 35V 5V/div).

CH2 (آبی آسمانی) ولتاژ خروجی واحد (2V/div) است. به 12 ولت تنظیم شده و موج ورودی را کاهش می دهد.

شکل موج دوم شکل موج بزرگ شده است.

CH1 و CH2 در حال حاضر 100mV/div هستند. موج CH2 مشاهده نمی شود زیرا بازخورد IC LM317 به درستی کار می کند.

در مرحله بعد ، من می خواهم در 11V با بار 500mA جریان (22Ω 5W) آزمایش کنم. آیا میزان پایین I = R / E اهم را به خاطر دارید؟

سپس موج ولتاژ ورودی CH1 تا 350mVp-p بزرگتر می شود ، اما در ولتاژ خروجی CH2 نیز موجی مشاهده نمی شود.

من می خواهم با برخی از تنظیم کننده های نوع DC-DC با بار 500 میلی آمپر مشابه مقایسه کنم.

سر و صدای سوئیچینگ 200 میلی آمپر بزرگ در خروجی CH2 مشاهده می شود.

همانطور که می بینید،

به طور کلی ، منبع تغذیه آنالوگ برای برنامه های صوتی کم سر و صدا مناسب است.

درباره آن چطور ؟

اگر س furtherال دیگری دارید ، لطفاً از من بپرسید.

مرحله 7: پیوست 1: جزئیات عملیات مدار و نتایج شبیه سازی

عجب ، بیش از 1 هزار خواننده از اولین پست من بازدید کردند.

من به سادگی برای دیدن نمای شمارنده نمایشگر درجه دارم.

خوب ، من می خواهم به موضوع خود برگردم.

نتایج شبیه سازی بخش ورودی

من از شبیه ساز LT Spice برای تأیید طراحی مدار استفاده کرده ام.

در مورد نحوه نصب یا نحوه استفاده از LT Spice ، لطفاً آن را در گوگل جستجو کنید.

این شبیه ساز رایگان و خوب برای یادگیری است.

طرح اولیه برای شبیه سازی LT Spice ساده شده است و من می خواهم فایل.asc را نیز ضمیمه کنم.

شماتیک دوم برای شبیه سازی ورودی است.

من منبع ولتاژ DC offset 0 ، دامنه 36V ، فرکانس 60Hz و مقاومت ورودی 5 اهم را به عنوان مشخصات مقایسه ای ترانسفورماتور تعریف کردم. همانطور که می دانید ، ولتاژ خروجی ترانسفورماتور در rms نمایش داده می شود ، سپس خروجی 24Vrms باید 36Vpeak باشد.

شکل موج اول منبع ولتاژ + (سبز) و یکسو کننده پل + w/ 2200uF (آبی) است. حدود 36 ولت می رود.

LT Spice نمی تواند از پتانسیومتر متغیر استفاده کند ، من می خواهم مقدار ثابتی را برای این مدار تعیین کنم.

ولتاژ خروجی 12V محدودیت جریان 1A مانند آن. من می خواهم به مرحله بعدی ادامه دهم.

بخش کنترل ولتاژ با استفاده از LT317T

شکل بعدی عملکرد LT317 را نشان می دهد ، اساساً LT317 به اصطلاح تنظیم کننده شانت عمل می کند ، این بدان معناست که پین ولتاژ خروجی به Adj. پین همیشه ولتاژ مرجع 1.25V بدون در نظر گرفتن ولتاژ ورودی است.

همچنین به معنی جریان خون خاصی در R1 و R2 است. فعلی LM317 adj. پین به R2 نیز وجود دارد ، اما بسیار کوچک به اندازه 100uA ، می توانیم از آن غافل شویم.

تا اینجا ، شما می توانید به وضوح I1 فعلی را که خونریزی در R1 ثابت است ، درک کنید.

سپس می توانیم فرمول R1: R2 = Vref (1.25V): V2 را بسازیم. من 220Ω تا R1 و 2.2K تا R2 را انتخاب می کنم ،

سپس فرمول V2 = 1.25V x 2.2k / 220 = 12.5V تبدیل می شود. آگاه باشید که ولتاژ خروجی واقعی V1 و V2 است.

سپس 13.75V روی پین خروجی LM317 و GND ظاهر می شود. و همچنین آگاه به زمانی که R2 صفر است ، خروجی 1.25V

ماندن.

سپس از راه حل ساده استفاده کردم ، فقط از ترانزیستور خروجی Vbe و دیود Vf برای لغو 1.25 ولت استفاده می کنم.

Vbe و Vf به طور کلی در حدود 0.6 تا 0.7V است. اما باید به ویژگی های Ic - Vbe و If - Vf نیز توجه داشته باشید.

این نشان می دهد که وقتی از این روش برای لغو 1.25 ولت استفاده می کنید ، به جریان خونریزی خاصی نیاز است.

بنابراین من یک bleeder register R13 2.2K 2W اضافه می کنم. خونریزی دارد تقریبا 5 میلی آمپر هنگام خروجی 12 ولت.

تا اینجا ، کمی خسته شده ام که توضیح دهم. من به ناهار و ناهار آبجو نیاز دارم. (lol)

سپس ، من می خواهم به تدریج به هفته آینده ادامه دهم. بنابراین برای ناراحتی شما متاسفم.

در مرحله بعد می خواهم نحوه عملکرد دقیق محدود کننده جریان را با استفاده از شبیه سازی مرحله پارامتر LT Spice توضیح دهم.

بخش محدودکننده فعلی با استفاده از LT6106

لطفاً از سایت فناوری خطی دیدن کرده و برگه داده برنامه LT6106 را مشاهده کنید.

www.linear.com/product/LT6106

من می خواهم نقاشی را برای توضیح برنامه کاربردی معمولی که AV = 10 را برای مثال 5A توصیف می کند ، نشان دهم.

یک رجیستر حسی جریان 0.02 اهم وجود دارد و خروجی حس شده از پین خارج هم اکنون 200mV/A است

پین خروجی در 5A تا 1V افزایش می یابد ، درست است؟

بیایید در مورد برنامه من با در نظر گرفتن این مثال معمولی فکر کنیم.

این بار ما می خواهیم از محدودیت جریان زیر 2A استفاده کنیم ، سپس 0.1 اهم مناسب است.

در این حالت پین 2 ولت در 2A افزایش می یابد؟ این بدان معنی است که حساسیت در حال حاضر 1000mV/A است.

پس از آن ما باید انجام دهیم ، فقط پین LM317 ADJ را با مقایسه عمومی روشن / خاموش کنید.

مانند NJM2903 LM393 ، یا LT1017 و ترانزیستور NPN عمومی مانند 2SC1815 یا BC337؟

که با ولتاژ شناسایی شده به عنوان آستانه قطع می شود.

تا اینجا ، توضیحات مدار تمام شده است ، و بیایید شبیه سازی کامل مدار را شروع کنیم!

مرحله 8: پیوست 2: نتایج مرحله شبیه سازی و شبیه سازی مدار

من می خواهم شبیه سازی مرحله ای را توضیح دهم.

شبیه سازی ساده معمولی فقط یک شرط را شبیه سازی می کند ، اما با شبیه سازی مرحله ای ، می توانیم شرایط را به طور مداوم تغییر دهیم.

به عنوان مثال ، تعریف شبیه سازی مرحله برای ثبت بار R13 در عکس بعدی و زیر نشان داده شده است.

.step param لیست Rf 1k 100 24 12 6 3

به این معنی که مقدار R13 مانند {Rf} از 1K اهم ، (100 ، 24 ، 12 ، 6) تا 3 اهم متغیر است.

همانطور که واضح است ، هنگامی که جریان 1K اهم که به بار R کشیده می شود 12mA است

(زیرا ولتاژ خروجی اکنون روی 12V تنظیم شده است).

و -120mA در 100 اهم ، -1A در 12 اهم ، A2A در 6 اهم ، ⑤4A در 3 اهم.

اما می بینید که ولتاژ آستانه روی 1 ولت توسط R3 8k و R7 2k تنظیم شده است (و ولتاژ برای مقایسه 5 ولت است).

سپس از شرط ③ ، مدار محدود کننده جریان قرار است کار کند. نقاشی بعدی نتیجه شبیه سازی است.

تا به اینجا چطور؟

شاید درک آن کمی سخت باشد. زیرا خواندن نتیجه شبیه سازی ممکن است دشوار باشد.

خطوط سبز ولتاژ خروجی و خطوط آبی جریان خروجی را نشان می دهند.

می بینید که ولتاژ تا 12 اهم 1 آمپر نسبتاً ثابت است ، اما از 6 اهم 2 آمپر ولتاژ به 6 ولت کاهش می یابد تا جریان به 1 آمپر محدود شود.

همچنین می توانید ولتاژ خروجی DC را از 12mA به 1A کمی کاهش دهید.

همانطور که در بخش قبلی توضیح دادم ، تقریباً ناشی از غیر خطی بودن Vbe و Vf است.

من می خواهم شبیه سازی بعدی را اضافه کنم.

اگر D7 را در شماتیک شبیه سازی که پیوست شده است حذف کنید ، نتایج ولتاژ خروجی نسبتاً پایدار خواهد بود.

(اما ولتاژ خروجی بالاتر از قبلی است ، البته).

اما این یک نوع تجارت است ، زیرا من می خواهم این پروژه را از 0V کنترل کنم ، حتی اگر ثبات کمی از دست رفته باشد.

اگر از شبیه سازی آنالوگ مانند LT Spice استفاده می کنید ، به راحتی می توانید ایده مدار آنالوگ خود را بررسی کرده و امتحان کنید.

ام ، در نهایت به نظر می رسد که من توضیحات کامل را در نهایت به پایان رسانده ام.

من برای آخر هفته به چند آبجو نیاز دارم (lol)

اگر در مورد این پروژه س questionالی دارید ، لطفاً از من بپرسید.

و امیدوارم همه شما با مقاله من از زندگی خوب DIY لذت ببرید!

با احترام،