Переменный ток на +15 В, от -15 В, переменный ток 1 А и стационарный настольный источник питания постоянного тока 5 В, 1 А: 8 ступеней

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:48

Источник питания - это электрическое устройство, которое подает электроэнергию на электрическую нагрузку. Эта модель блока питания имеет три твердотельных блока питания постоянного тока. Первый источник питания дает переменный выходной сигнал от 1,5 до 15 вольт при силе тока до 1 ампера. Второй дает отрицательное значение от 1,5 до -15 вольт на 1 ампер. У третьего фиксированные 5В на 1 ампер. Все поставки полностью регулируются. Специальная микросхема поддерживает выходное напряжение в пределах 0,2 В при переходе от холостого хода до 1 ампера. Выход полностью защищен от коротких замыканий. Этот источник питания идеально подходит для использования в школьных лабораториях, сервисных центрах или везде, где требуется точное напряжение постоянного тока.

Шаг 1. Как работает предложение?

Источник питания состоит из двух цепей, одна из которых имеет фиксированный выход 5 В, а другая - от 0 до +15, и переменное питание -15, каждый раздел поясняется ниже. Он состоит из силового трансформатора, ступени выпрямителя постоянного тока и ступени регулятора.

1. Понижение 220 В переменного тока с помощью трансформатора: на входе регуляторов должно быть от 1,5 до 40 вольт. Таким образом, напряжение 220 В переменного тока было понижено с помощью трансформатора. 220 В переменного тока от сети подается на вторичную обмотку трансформатора через предохранитель и выключатель, который понижает напряжение до 18 В. Передаточное число трансформатора составляло 12: 1. При испытаниях напряжение холостого хода трансформатора оказалось равным 22 В. Трансформатор служит двум целям. Во-первых, он снижает входное напряжение 220 В переменного тока до 17 В переменного тока и 9 В переменного тока, чтобы позволить правильному напряжению поступать на каскады выпрямителя. Во-вторых, он изолирует выход источника питания от сети 220 В переменного тока. Это предохраняет пользователя от опасного поражения электрическим током, если он находится в заземленном месте. Центральный трансформатор с ответвлением имеет две вторичные обмотки, сдвинутые по фазе на 180 градусов.
2. Преобразователь переменного тока в постоянный: для выпрямления переменного тока (преобразование из переменного в постоянный) использовалась мостовая конфигурация диодов, которая отсекала отрицательный цикл переменного тока и преобразовывала его в пульсирующий постоянный ток. Каждый диод работает только тогда, когда он находится в состоянии прямого смещения (когда напряжение на аноде выше, чем напряжение на катоде). В этом постоянном токе присутствовала некоторая пульсация, поэтому для его относительного сглаживания использовался конденсатор перед отправкой в схему регулирования.
3. Схема регулятора: Схема регулятора в PowerSupply состоит из интегральных схем LM-317 и LM-337. LM317 обеспечивает ток нагрузки более 1,5 А с выходным напряжением, регулируемым в диапазоне от 1,2 до 37 В. Серия LM337 представляет собой регулируемые трехконтактные стабилизаторы отрицательного напряжения, способные подавать более -1,5 А в диапазоне выходного напряжения от -1,2 до -37 В. Они исключительно просты в использовании и требуют всего двух внешних резисторов для установки выходного напряжения. Кроме того, регулирование как линии, так и нагрузки лучше, чем у стандартных фиксированных регуляторов. Выходное напряжение LM317 / LM377 определяется соотношением двух резисторов обратной связи R1 и R2, которые образуют цепь делителя потенциала на выходном выводе. Напряжение на резисторе обратной связи R1 является постоянным опорным напряжением 1,25 В, Vref создается между Терминал «вывод» и «регулировка». Тогда любой ток, протекающий через резистор R1, также протекает через резистор R2 (игнорируя очень небольшой ток регулировочной клеммы), при этом сумма падений напряжения на R1 и R2 равна выходному напряжению Vout. Очевидно, что входное напряжение Vin должно быть как минимум на 2,5 В больше, чем выходное напряжение, необходимое для питания регулятора.
4. Фильтр: Выход LM317 / 337 подавался на конденсатор, чтобы отфильтровать эффект пульсации. А потом отправили на выход. Следует отметить, что перед установкой конденсатора следует помнить о полярности.

Постоянный источник постоянного тока 5 В

5 В постоянного тока работает по тому же принципу, но для этого используется стабилизатор постоянного тока 7805. Также использовался трансформатор от 220 В до 9 В переменного тока.

Шаг 2: Принципиальная электрическая схема и необходимые компоненты:

Принципиальная схема и необходимые компоненты перечислены на рисунках выше.

Шаг 3: Моделирование и компоновка печатной платы

Схема и моделирование Proteus:

Принципиальная схема была смоделирована, чтобы убедиться, что схема работает правильно и достигает нашей цели - переменного напряжения ± 15 В и постоянного источника питания 5 В. Что было проверено измерением выходного напряжения с помощью мультиметра.

Схема печатной платы Proteus:

После тестирования принципиальная схема была преобразована в макет печатной платы. Сначала размещаются компоненты, и трассировка выполняется с помощью автоматической трассировки. Ширина провода питания составляет Т80, а у остального провода - Т70. Длина платы была выбрана 6 на 8 дюймов. 3D-макет также был проверен на предмет ожидаемого дизайна печатной платы. Макет по завершении и проверке того, не пересекаются ли пути, экспортируется в формате PDF. Только край платы и нижний слой выбираются для размещения в PDF-файле, а остальные не выделяются. Это дает нам отпечаток дорожки всей печатной платы.

Шаг 4: Печать на печатной плате

Печать на масляной бумаге:

Трек, полученный в виде PDF-файла, был распечатан на масляной бумаге. Для этой цели использовался принтер с тонером, а не с жидкими чернилами, поскольку его нельзя перенести на масляную бумагу. Для этой цели масляную бумагу разрезают так, чтобы она соответствовала размеру бумаги A4 для облегчения печати, а затем вырезается, чтобы соответствовать размеру печатной платы.

Перенос отпечатка с масляной бумаги на печатную плату:

Масляная бумага помещается поверх печатной платы. Горячим утюгом прижимается масляная бумага, в результате чего дорожка копируется на печатной плате из-за нагрева чернил тонера. После этого с помощью перманентного маркера производится корректировка колеи.

Офорт:

Перенося дорожку на печатную плату, на следующем этапе плата погружается в контейнер, заполненный хлоридом железа, помещенный в печь, что приводит к удалению меди со всей печатной платы, кроме дорожки, которая была напечатана, в результате чего получился пластиковый лист с только медь присутствует на трассе.

Бурение:

После подготовки печатной платы отверстия просверливаются с помощью сверла для печатных плат, удерживая его посередине, чтобы удерживать сверло под углом 90 градусов к печатной плате, и не прилагая дополнительного давления, иначе сверло сломается. Отверстия для транзисторов, разъемов, регуляторов. Диоды сделаны больше, чем у штатных резисторов, конденсаторов и т. Д.

Очистка растворителем / бензином:

Печатная плата промывается несколькими каплями растворителя или бензина, в зависимости от наличия, так что чернила удаляются с дорожки для идеальной пайки компонента на печатной плате. Печатная плата готова к пайке с компонентами.

Пайка компонентов:

Затем компоненты припаиваются к плате PCB в соответствии с топологией Proteus PCB. Компоненты припаиваются с осторожностью, не замыкая дорожки или точки. Учитывается полярность таких компонентов, как конденсаторы / транзисторы. Радиаторы прикреплены к регуляторам с помощью пасты для лучшей проводимости и припаяны к плате. сходным образом

Тестирование:

В последний раз PCB проверяется на короткое замыкание при пайке компонентов на плате. После этого на печатную плату было подано питание, и был отмечен выходной сигнал, соответствующий желаемому выходу. Печатная плата готова к установке в корпус.

Шаг 5: Подготовка обсадной колонны

Готовый корпус с базовой компоновкой был куплен на рынке и модифицирован в соответствии с желаемыми требованиями. В нем было два отверстия для двух крепежных стержней, поэтому в корпусе были просверлены еще 4 отверстия для крепежных стержней и 2 для потенциометров. Также была размещена трехконтактная розетка для облегчения подключения кабеля питания переменного тока. Снаружи был также размещен выключатель для включения или выключения источника питания. В дополнение к этому в блоке питания был установлен ВОЛЬТМЕТР для удобства чтения / выбора пользователем.

Шаг 6: Настройка расходных материалов

Трансформаторы и цепь были помещены в кожух с помощью деревянного / изоляционного листа, чтобы избежать короткого замыкания с корпусом. Для скрепления компонентов использовались болты и кабельные стяжки. На корпусе устанавливались фиксаторы, потенциометры держателя предохранителей и кнопка. Для подключения использовалась перемычка, которая была припаяна для фиксации соединения. термоусадочная пленка использовалась для закрепления соединений и предотвращения короткого замыкания. Поставка проверена.

Шаг 7: Регулировка нагрузки

Нагрузка была подключена к выходу источника питания, и возникло падение выходного напряжения, вызванное падением сопротивлений проводов / дорожек печатной платы / точек подключения. Чтобы удовлетворить это, значения резисторов на LM317 / LM337 были изменены, чтобы обеспечить напряжение нагрузки 15 вольт. Поскольку напряжение на выходе было напряжением холостого хода.

Шаг 8: Заключительное тестирование / наблюдения

Вольтметр, используемый в источнике питания, работал только при уровнях напряжения выше 7 В (другие недоступны на рынке). Таким образом, используя лучший вольтметр, можно также измерить более низкие значения напряжения. Предпочтительно использовать двунаправленный аналоговый вольтметр и использовать переключатель для изменения измеряемого значения (+ ve напряжение питания или –ve напряжения питания), это может быть более практичным.

В целом это был интересный проект. Многое я узнал, когда познакомился с производством печатных плат, проблемами при изготовлении источников питания и регуляторов переменного напряжения.

Также посетите https://easyeeprojects.blogspot.com/, чтобы узнать о предстоящих проектах.:)