Laborstromversorgung - ein wesentliches Gerät in einer Amateurwerkstatt, in der elektrischen Praxis. Der Autor arbeitet nicht regelmäßig mit dünner und empfindlicher Elektronik, aber manchmal ist es notwendig. Und wenn das Gerät bereit ist, beginnt die Suche nach geeigneten CREN und LM ("Walking" Village Network). In letzter Zeit muss man sich auch regelmäßig mit LED-Streifen (eingebaute Hintergrundbeleuchtung) beschäftigen. LED-Streifen in solchen Lampen werden oft auf bizarre Weise verwendet, und infolge dieser Art von Installationsarbeiten wurde mehr als ein normales Schaltnetzteil beschädigt. Kurz gesagt, der Bedarf ist gereift.
Technische Aufgabe
Die Stromversorgung wurde als linear (Niederfrequenztransformator) als zäher, einfacher und wartbarer angesehen. Das Gewicht und die Abmessungen eines stationären Geräts sind nicht sehr wichtig. Die Stromversorgung muss einstellbar sein und eine konstante stabilisierte Spannung von beispielsweise +20 V bei einem Laststrom von bis zu mehreren Ampere liefern. Das Netzteil muss auf jeden Fall mit einem Kurzschlussschutz ausgestattet sein, und ein einstellbarer Schutz gegen Überlaststrom ist ebenfalls wünschenswert. Die Stromversorgung kann einkanalig und unipolar sein.
Es ist sehr gut, einen Satz Messinstrumente an Bord zu haben - ein Voltmeter-Amperemeter. Dies erhöht den Arbeitskomfort erheblich, ermöglicht einige andere Arbeiten und Messungen und befreit den Arbeitsraum auf dem Tisch von unnötigen externen Geräten und Kabeln.
Die Herstellung von Designer-Beleuchtungskörpern impliziert die Wahrscheinlichkeit ihres Verkaufs, auch an Länder, deren Stromnetze. Glücklicherweise haben gepulste Netzteile einen Eingangsspannungsbereich, der alle wahrscheinlichen Werte abdeckt - ~ 100 ... 240 V. Es bleibt nur, den Netzwerkadapter mit einem geeigneten Adapter zu versorgen. Eine Netzspannung nahe 240 Volt ist in unserem Netzwerk (in einer der Phasen) keine Seltenheit. Der niedrigere Wert des Bereichs ist nirgends zu nehmen. Angesichts der Qualität der meisten in China hergestellten Netzteile, die zu uns kommen, ist es äußerst wünschenswert, den Betrieb des Netzteils bei niedriger Spannung zu überprüfen. Der im Labornetzteil verwendete Leistungstransformator TS-180-2 verfügt über Netzwerkwicklungen auf zwei Spulen (in zwei gleiche Teile unterteilt). Dies machte es sehr einfach, die gewünschte Spannung von ~ 110 V zu erhalten.
Was wurde für die Arbeit benötigt
Eine Reihe von Werkzeugen für die elektrische Installation, ein Multimeter, ein Lötkolben mit Zubehör, eine Reihe von Metallwerkzeugen.
Neben Funkelementen wurde ein Gehäuse aus einem alten PC-Shnik, ein Stück Plexiglas, ein Stück Dachstahl, dicker Textolith und Aluminium in Betrieb genommen. KPT-8-Paste, Befestigungselemente, Befestigungsdraht und Kupferdraht, Thermoröhrchen, Nylonbänder, Lackmaterialien.
Bau
Es wurde beschlossen, die Stromversorgung auf Basis eines speziellen Mikrochips des einstellbaren Stabilisators KR142EN12 (LM317) zusammenzubauen. Dies ermöglichte es, mit einer sehr einfachen Geräteschaltung recht anständige Parameter zu erhalten.
Die Schaltung weist die folgenden Merkmale auf - schaltbare Sekundärwicklung (Schalter SA2) des Transformators TV1, um die Erwärmung des Regelelements des Stabilisators zu verringern. Die Verstärkung des Stabilisatorchips DA1-Ferntransistor VT1. Betätigungsstromregler für Mikrokreisschutz an den Elementen R5 ... R9, SA3.
Netztransformator - TS180-2 mit zurückgespulten Sekundärwicklungen. Zusätzlich zu den Leistungssekundärwicklungen wurden zwei Wicklungen mit relativ geringem Strom für bipolare Leistungsstabilisatoren von Messgeräten gewickelt. Transformatorspulen sind lackiertDies ermöglichte es, das akustische Geräusch (Summen) zu minimieren und auf langfristige Arbeiten mit dem alten Wicklungsdraht zu hoffen.
Das Netzteil verwendet hausgemachte Messinstrumente - ein digitales Voltmeter und ein Amperemeter an den Mikroschaltungen KR572PV2 (ICL7107) [3]. Sieben-Segment-Indikatoren für eine schnelle Erkennung in verschiedenen Größen und Farben. Instrumentenkreise benötigen eine bipolare Stromversorgung +5 V, -5 V. Jedes Gerät benötigt eine eigene Stromversorgung, die Amperemeter-Stromversorgung muss vollständig vom Hauptstromkreis getrennt sein.
Die Kontakte der Schalter SA2, SA3 müssen Strom bis zu 3A durchlassen. Als diese Schalter wurden Keks-PGCs [2] mit Keramikplatten verwendet. Der zulässige Strom durch die Kontaktgruppe beträgt 3 A. Um die Zuverlässigkeit der Stromversorgung zu erhöhen, sind die Kontakte synchron synchroner Arbeitsgruppen parallel geschaltet.
Das Netzteil wird in einem alten Eisengehäuse von der PC-Systemeinheit des 80286-Prozessors zusammengebaut. Es ist auch ohne Heizkörper und Gebläse. Das Gehäuse ist klein und besteht aus Stahl mit beträchtlicher Dicke. Es ist ein geschweißter Kastenrahmen und eine U-förmige Abdeckung. Ein kleiner Winkelschleifer konnte interne Spezialfächer schneiden, die Metallbasis für die Installation des Motherboards wurde mit einem Gasbrenner verlötet. Dies erhöhte die Steifigkeit der Struktur.
Der Hauptkühler für die Installation der Regelelemente wurde unabhängig von einem dicken Aluminiumblech mit genieteten Abschnitten derselben Ecke hergestellt. Mit Aluminium-Blindnieten befestigt, wurden die Gelenke mit wärmeleitender Paste KTP-8 geschmiert.
Das reguläre Paneel des Gehäuses, die Zukunft im Frontdesign, hatte Lüftungsöffnungen und Löcher, wir mussten ein falsches Paneel machen. Erklärende Etiketten, Skalen usw. In AutoCAD gezeichnet und in fotografischer Qualität auf speziell dickem Papier gedruckt. Löcher und Öffnungen sind mit einem Skalpell geschnitzt. Die Frontplatte ist mit einer transparenten Platte aus organischem Glas bedeckt. Die Platte wird mit einer Metallsäge geschnitten, die inneren Löcher werden mit einer Stichsäge auf Holz gesägt und kleine werden gebohrt. Die Paneele haben keine speziellen Befestigungselemente, alles wird von regulären Befestigungselementen der Installationselemente gehalten.
Die inneren Öffnungen und Öffnungen in der Platte aus 0,5 mm Dachstahl wurden mit einer Schmuckpuzzle, einem Standardbohrer oder einer kleinen Schleifscheibe mit einem kleinen Winkelschleifer abgesägt. Die Löcher werden mit einer runden Feile gebohrt und gebohrt.
Ausgangsanschlüsse - Der Minuspol wird direkt von innen mit dem Metallgehäuse verschraubt, von innen wird ein Stück dick verzinnter Draht darauf gelötet, auf den alle "Erdungs" -Enden reduziert werden. Der Pluspol ist länglich und isoliert - ein Stück M4-Schraube wird daran angelötet und ein Textolit-Isolator hergestellt.
Teile des Isolators werden mit einer Stichsäge auf Holz aus der Platte gesägt und auf einer Bohrmaschine eingeschaltet.
Nach dem Zusammenbau der Frontplatte habe ich die Hauptsteuerungen für das Gerät installiert. Ich habe Messgeräte auf improvisierten Racks aus langen M3-Schrauben installiert.Ein breites Maskierungsband wurde als Lichtfilter verwendet, der Leerlaufsegmente von Indikatoren maskierte.
LEDs (noch nicht verwendet - die Frontplatte wurde von einem früheren unfertigen Design verwendet) sind fest in den Löchern installiert. Sie werden von einem dicken verzinnten Draht gehalten, der zwischen den mit Thermoröhren isolierten Anschlüssen der LEDs verlegt und mit einer Metallplatte verlötet wird. Die Linse an den Enden der LEDs ist mit einer Feile eingerahmt, die bündig mit einer transparenten Platte ist.
Die Parallelschaltung der Kontaktgruppen der Festplattenschalter erfolgt mit einem dicken verzinnten Draht. Vor der Installation werden die Schalter durch Bewegen des Begrenzers konfiguriert. An den Blütenblättern des Schalters SA3 sind Widerstände R5 ... R8 montiert. Mein Schalter war mit zwei Gruppen von fünf Kontakten. Synchron geschaltete Kontakte wurden ähnlich wie bei SA2 parallel geschaltet, der fünfte Kontakt wird für einen weiteren 10-mA-Bereich verwendet. In diesem Fall ist der Bereich 4 fest (variabler Widerstand R9 entfernt) auf 100 mA eingestellt. Die Werte der Stromeinstellwiderstände und ihre Leistung können nach den in [1] angegebenen Formeln berechnet werden.
Ein Transformator und ein Block von Oxidkondensatoren C5 (2 × 10 000 × 50 V) sind auf einer Metallbasis installiert. Das Netzkabel ist vorübergehend mit den Blütenblättern des Transformators verbunden, die Stromkabel der Sekundärwicklung sind mit SA2 verlötet und ein Gleichrichter ist angeschlossen. Durch die Aufnahme in die Studie war ich von der Funktionsfähigkeit dieses Teils der Rennstrecke überzeugt.
Eine Mikroschaltung (optional), eine Diodenbrücke und ein externer Steuertransistor (2xTIP147) sind an einem selbstgebauten Kühler installiert. Das Ersetzen eines leistungsstarken Halbleiterbauelements durch ein paar weniger leistungsstarke ist unter dem Gesichtspunkt der Kühlung vorteilhaft - wir verteilen die Wärmequellen gleichmäßig über den Kühler.
0,25 Ohm Stromausrichtungswiderstände bestehen aus Stahldrahtstücken (ca. 10 cm) (aus einem gerippten Kunststoffschlauch zur Verdrahtung). Der Draht wird in der Flamme eines Gasbrenners geglüht, seine Enden werden abgestreift und mit Zinkchlorid (Lötsäure) verzinnt. Lötstellen werden gründlich mit Wasser gewaschen, dann wird der Widerstandsdraht mit Kolophonium verlötet.
Auf den harten Leitungen der Montageelemente sind mehrere kleine Elemente mit dünnen Leitungen montiert. Nach Überprüfung der Funktionsfähigkeit wird der am Kühler angebrachte Teil des Stromkreises in das Gehäuse eingebaut und mit kurzen Drähten eines bedeutenden (falls erforderlich) Abschnitts verbunden. Gesundheitscheck.
Die Einbeziehung von Messgeräten. Wie bereits erwähnt, benötigt die spezielle KR572PV2-Mikroschaltung (ICL7107) eine bipolare Spannung von +5 V, -5 V. Das Bewusstsein für diese Tatsache war mehrere verbrannte gedruckte Spuren und einen verbrannten LSI wert. Gute Lektionen sind immer teuer. Der Transformator hatte nur zwei identische Wicklungen für +5 V und -5 V (gemeinsame Spannungen für beide Zähler wurden angenommen). Es war möglich, aus der Situation herauszukommen, indem eine andere Schaltung zum Einbau von Gleichrichtern angewendet und eine andere ähnliche Stromversorgung gesammelt wurde. In diesem Fall wurden zwei galvanisch isolierte Netzteile erhalten.
Zwei unabhängige Quellen werden auf separaten Platinen montiert und an den Standardflanschen von Mikroschaltungen (TO-220-Gehäuse) befestigt. Der vom Messgerät verbrauchte Strom ist gering, daher werden die Stabilisator-Mikrokreise in einer Kunststoffkonstruktion verwendet, die es ermöglichte, sie ohne isolierende Dichtungen zu montieren. Der einzige 7805 mit einem Metallflansch (GND-Stift des Mikrokreises) im Voltmeter-Netzteil ist ebenfalls ohne Isolierdichtung installiert, dies ist vom Stromkreis zulässig.
Am Endflansch des Netzwerktransformators ist eine Metallplatine mit Leistungsmessern installiert. Verbindungen werden hergestellt, die Funktionsfähigkeit wird überprüft. Durch Multi-Turn-Abstimmwiderstände auf den Messplatinen [3] werden die angezeigten Werte der Geräte an die Messwerte eines externen Multimeters angepasst.
Schließlich wurde ein Panel für eine ~ 110-V-Steckdose hergestellt, die Steckdose selbst wurde installiert und ihre Verbindung hergestellt. Die Verbindung, da sie eine galvanische Verbindung mit dem Netzwerk aufweist, ist zusätzlich mit einem dicken PVC-Rohr vom Metallgehäuse isoliert, ein relativ weiches Kabel ist an mehreren Stellen mit Nylonbändern befestigt und die Lote sind mit einem Wärmerohr isoliert.
Das temporäre Netzkabel wurde durch eine permanente Verkabelung durch den Netzkippschalter und den Sicherungshalter ersetzt. Kabelbäume und Drähte werden auf die gleiche Weise verlegt - zusätzliche Isolierung von einem Metallgehäuse, mechanische Befestigung, Isolierung der Lötpunkte.
Die Seiten des Instrumentengehäuses sind mit Paneelen bedeckt, die aus verzinktem Stahldach geschnitten und auf Blindnieten montiert sind. Die obere Abdeckung wird von der Standard-U-förmigen Abdeckung der Systemeinheit abgeschnitten. In die Abdeckung über dem Kühler wurden Anordnungen von Löchern zum Kühlen gebohrt und der Block der Widerstandswiderstände R5 ... R8, die beschädigte Lackierung wurde wiederhergestellt.
Auf der Plexiglasplatte um den Griff zum Umschalten der Strombegrenzungsgrenzen (SA3) führte der Graveur fünf Scans durch und zeigte die Grenzwerte an - 10 mA; 100 mA 0,3 A; 1 A; 3 A. Gravierte Vertiefungen mit dunkler Farbe.
Schlussfolgerungen, arbeiten Sie an Fehlern
Das ursprüngliche Schema wurde mehrfach geändert und vereinfacht, alle sind funktionsfähig, und seit einiger Zeit hat die Bedienung gezeigt, dass sie recht praktisch sind. Zum Beispiel die Widerstände R3, R9 loswerden. Die Einführung einer weiteren 10-mA-Grenze machte es sehr bequem, die Leistung der LEDs zu überprüfen und die Stabilisierungsspannung der Zenerdioden zu messen (umgekehrter Einschluss!).
Während der Installation wurden einige Punkte nicht beachtet - Kondensator-Bypass-Dioden der Gleichrichterbrücke und der Sicherung FU2 wurden nicht installiert. Kondensatoren neutralisieren Störungen durch das Schalten von Niederfrequenzdioden. Eine Sicherung hilft, den Transformator im Falle eines Unfalls zu schonen. Dies wird die nächste Überarbeitung sein. Gleichzeitig lohnt es sich, mindestens eine der LEDs zu verwenden, um ihnen die durchgebrannte Sicherung anzuzeigen.
Literatur
1. RADIOhobby Magazine Nr. 5, 1999
2. PGC, PGG-Schalter, Checkliste.
3. Voltmeter, Amperemeter an K572PV2 (ICL7107).
Babay Mazay, Juni 2019