DIY analoog veranderlike bankvoeding met presiese stroombegrenzer: 8 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:26

In hierdie projek sal ek jou wys hoe om die beroemde LM317T met 'n Current Booster -kragtransistor te gebruik, en hoe om Linear Technology LT6106 huidige sinversterker te gebruik vir presisie -stroombegrenzer. Met hierdie kring kan jy tot meer as 5A gebruik, maar hierdie keer dit word slegs gebruik vir 'n ligte las van 2A, want ek kies 'n relatief klein transformator van 24V 2A en 'n klein omhulsel. En ek verkies die uitgangsspanning van 0.0V, dan voeg ek 'n paar diode (s) in serie om die minimum uitgangsspanning 1.25V van LM317 te kanselleer. hierdie spesifikasie. stel u ook in staat om kortsluiting te beskerm. Hierdie kringe word gekombineer om 'n analoge veranderlike bankvoeding te skep wat 0,0V-28V en 0,0A-2A genereer met presisiestroombegrenzer. Die regulering en die prestasie van die geraasvloer is redelik goed in vergelyking met soortgelyke DC-DC-omvormer gebaseerde kragbronne. Daarom is hierdie model beter om te gebruik, veral vir analoog klanktoepassings. Laat ons begin !

Stap 1: Skematiese en onderdele lys

Ek wil u die volledige skema van hierdie projek wys.

Ek het die gat -skematiese in drie dele verdeel vir 'n maklike verduideliking. ① AC -invoerafdeling 、 ② Middelsnit (GS -beheerkringe) 、 ③ Uitsetgedeelte.

Ek wil voortgaan om die onderdele -lys vir elke afdeling onderskeidelik te verduidelik.

Stap 2: Berei voor om die kas te boor en te boor

Ons moet eers die buitedeel versamel en die kas (omhulsel) boor.

Die saakontwerp van hierdie projek is gedoen met Adobe illustrator.

Met betrekking tot die plasing van onderdele, het ek baie probeer en foute onderneem en besluit as 'n eerste foto.

Maar ek hou van hierdie oomblik, want ek kan droom wat moet ek maak? of wat is beter?

Dit is soos 'n goeie golf wat wag. Dit is regtig 'n kosbare tyd! lol.

In elk geval, ek wil ook 'n.ai -lêer en.pdf -lêer aanheg.

Om voor te berei vir die boor van kaste, druk die ontwerp op kleefpapier in A4 -grootte en plak dit op die omhulsel.

Dit sal merke wees as u die saak boor, en dit sal die kosmetiese ontwerp vir die omhulsel wees.

As die papier vuil is, trek dit af en plak dit weer.

As u voorberei het op die boor van die kas, kan u met die boor begin, volgens die middelpunte op die saak.

Ek beveel u sterk aan om die grootte van die gate op die plakpapier so 8Φ, 6Φ te beskryf.

Met behulp van gereedskap is 'n elektriese boor, boorpunte, stappers, en 'n handknipgereedskap of dremelgereedskap.

Wees versigtig en neem genoeg tyd om 'n ongeluk te voorkom.

Veiligheid

Veiligheidsbrille en veiligheidshandskoene is nodig.

Stap 3: ① AC -insetafdeling

Nadat ons die boor en afwerking voltooi het, begin ons met die vervaardiging van elektriese borde en bedrading.

Hier is die lys van onderdele. Jammer dat sommige skakels vir die Japannese verkoper is.

Ek hoop dat u soortgelyke onderdele by u verkopers in die buurt kan kry.

1. Gebruik dele van ① AC -insetafdeling

Verkoper: Marutsu parts- 1 x RC-3:

Prys: ￥ 1, 330 (ongeveer US $ 12)

- 1 x 24V 2A wisselstroomtransformator [HT-242]:

Prys: ￥ 2, 790 (ongeveer $ 26) as u 220V-ingang wil hê, kies [2H-242] ￥ 2, 880

- 1 x AC -kode met 'n prop:

Prys: ￥ 180 (ongeveer US $ 1.5)

-1 x wisselstroomzekeringskas 【F-4000-B】 Sato-onderdele: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/15361/Prys:￥180 (ongeveer US $ 1,5)

- 1 x wisselstroomskakelaar (groot) NKK 【M-2022L/B】: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/15771/Prys: ￥ 380 (ongeveer US $ 3,5)

- 1 x 12V/24V -skakelaar (klein) Miyama 【M5550K https: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/112704/Prys: ￥ 181 (ongeveer US $ 1,7)

- 1 x Bridge rectifire diode (groot) 400V 15A, GBJ1504-BP】: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/12699673/Prys: ￥ 318 (ongeveer US $ 3.0)

- 1 x Bridge rectifire diode (klein) 400V 4A, GBU4G-BP】: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/12703750/Prys: ￥ 210 (ongeveer US $ 2.0)

- 1 x Groot kondensor 2200uf 50V (ESMH500VSN222MP25S): https://www.marutsu.co.jp/pc/i/52022/Prys: ￥ 440 (ongeveer US $ 4,0)

-1 x 4p vertraagde terminale 【L-590-4P】: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/17474/Prys: ￥ 80 (ongeveer US $ 0,7)

Jammer vir die ongemaklike skakel na die Japannese webwerf; soek die verkoper wat soortgelyke onderdele hanteer en verwys na die skakels.

Stap 4: ② Middelsnit (DC -beheerkring)

Van hier af is dit die beheergedeelte van die hoofspanning van die hoofvoeding.

Die werking van hierdie deel sal later ook aan die hand van simulasie -resultate verduidelik word.

Eintlik gebruik ek die klassieke LM317T met 'n groot kragtransistor vir groot uitvoervermoë tot 3A gelyk.

En om die minimum uitgangsspanning van 1.25V LM317T te kanselleer, het ek D8 -diode vir Vf by Q2 Vbe gevoeg.

Ek dink Vf van D8 is ongeveer. 0.6V en Q2 Vbe ook ongeveer. 0.65V dan is die totaal 1.25V.

(Maar hierdie spanning hang af van If en Ibe, dus moet u versigtig wees om hierdie metode te gebruik)

Die gedeelte rondom Q3 omring deur 'n stippellyn is nie gemonteer nie. (vir opsioneel vir toekomstige termiese afsluitfunksie.)

Gebruikte onderdele is soos hieronder, 0．1Ω 2W Akizuki Densho

koellichaam 【34H115L70】 Multsu Parts

Gelykrigterdiode (100V 1A) IN4001 ebay

LM317T Spanningsbeheer IC Akizuki Denshi

Algemene gebruik NPN Tr 2SC1815 Akizuki Denshi

U2 LT6106 Current Sense IC Akizuki Denshi

PCB-omskakelaar vir LT6106 (SOT23) Akizuki Denshi

U3 Comparator IC NJM2903 Akizuki Denshi

POT 10kΩ 、 500Ω 、 ５KΩ Akizuki Denshi

Stap 5: ③ Uitsetgedeelte

Die laaste deel is die uitsetafdeling.

Ek hou van retro analoogmeters, en dan neem ek analoogmeters aan.

En ek het 'n Poly Switch (herstelbare lont) aangeneem vir die beskerming van die uitvoer.

Gebruikte onderdele is soos hieronder, Herstelbare lont 2.5Ａ REUF25 Akizuki Denshi

2.2KΩ 2W ontluchtingsregistor Akizuki Denshi

32V analoog voltmeter (paneelmeter) Akizuki Denshi

3A Analoog voltmeter (paneelmeter) Akizuki Denshi

Uitgangsterminal MB-126G Rooi en swart Akizuki Denshi

Universele broodbord 210 x 155 mm Akizuki Denshi

Terminal vir broodbord (soos u wil) Akizuki

Stap 6: Voltooi die montering en toetsing

Tot dusver dink ek dat u hoofbord ook voltooi is.

Gaan voort met die bedrading van dele wat aan die koffer geheg is, soos peule, meters, terminale.

As u klaar is met die projek.

Die laaste stap is om die projek te toets.

Die basiese spesifikasies van hierdie analoog kragbron is

1, 0 ～ 30V uitgangsspanning grof aanpassing en fyn aanpassing.

2, 0 ～ 2.0A uitsetstroom met limiter (ek beveel aan om dit onder transformator -spesifikasies te gebruik)

3, Uitgangspanning veranderende skakelaar op die agterpaneel om die omgewingsverlies te verminder

(0 ～ 12V, 12 ～ 30V)

Basiese toetsing

Toets die kringwerk.

Ek het 'n 5W 10Ω -weerstand gebruik as 'n dummy -las, soos op die foto getoon.

As u 5V stel, bied dit 0,5A. 10V 1A, 20V 2.0A.

En as u die huidige limiet aanpas by u gunsteling vlak, werk die huidige beperker.

In hierdie geval word die uitgangsspanning laer volgens u aanpassingsuitsetstroom.

Ossilloskoop golfvorm toets

Ek wil u ook die golfvorms van die ossilloskoop wys.

Die eerste golfvorm is golf stygende golfvorm wanneer u die krag van die eenheid aanskakel.

CH1 (blou) is net na gelykrigter en 2200uF kapasitor ongeveer. 35V 5V/div).

CH2 (Hemelblou) is die uitgangsspanning van die eenheid (2V/div). Dit word op 12V aangepas en die inset rimpeling verminder.

Die tweede golfvorm is vergrote golfvorm.

CH1 en CH2 is nou 100mV/div. CH2 -rimpel word nie waargeneem nie, aangesien LM317 IC -terugvoer korrek werk.

Die volgende stap wil ek toets by 11V met 'n stroom van 500mA (22Ω 5W). Onthou jy Ohm se lae I = R / E?

Dan word die ingangsspanning van CH1-ingangsspanning groter tot 350mVp-p, maar daar word ook geen rimpel op die uitgangsspanning van CH2 waargeneem nie.

Ek wil vergelyk met een of ander DC-DC agtertipe reguleerder met dieselfde las van 500mA.

Groot 200mA skakelruis word waargeneem op CH2 -uitset.

Soos jy kan sien, In die algemeen is die analoog kragbron geskik vir klankprogramme met 'n lae geraas.

Wat daarvan?

As u nog vrae het, vra dit gerus.

Stap 7: Bylaag 1: Kringbedieningsbesonderhede en simulasie -resultate

Sjoe, soveel lesers se meer as 1k is besoek aan my eerste pos.

Ek is eenvoudig verheug om die talle kykblaaie te sien.

Wel, ek wil terugkeer na my onderwerp.

Invoerafdeling Simulasie resultate

Ek het LT Spice -simulator gebruik om die stroombaanontwerp te verifieer.

Oor die installering of die gebruik van LT Spice, google dit asseblief.

Dit is 'n gratis en goeie analoog simulator om te leer.

Die eerste skematiese is 'n vereenvoudigde vir LT Spice -simulasie en ek wil ook 'n.asc -lêer aanheg.

Die tweede skematiese is vir insetsimulasie.

Ek het 'n spanningsbron DC -offset 0, amplitude 36V, frekwensie 60Hz en insetweerstand 5ohm gedefinieer as vergelykende spesifikasies vir die transformator. Soos u weet, word die uitgangsspanning van die transformator in rms vertoon, dan moet die 24Vrms -uitset 36Vpiek wees.

Die eerste golfvorm is spanningsbron + (groen) en bruggelykrigter + w/ 2200uF (blou). Dit sal ongeveer 36V wees.

Die LT Spice kon nie 'n veranderlike potensiometer gebruik nie; ek wil 'n vaste waarde vir hierdie kring stel.

Uitgangsspanning 12V stroomlimiet 1A so. Ek wil graag verder gaan na die volgende stap.

Spanningsbeheerafdeling met LT317T

Die volgende figuur toon LT317 -werking, basies werk LT317 as die sogenaamde shunt -reguleerder, dit beteken dat die uitsetspeldpen na Adj. pen is altyd 1.25V verwysingspanning, ongeag die ingangsspanning.

Dit beteken ook 'n sekere stroom bloei in R1 en R2. Die huidige LM317 adj. pin tot R2 bestaan ook, maar te klein as 100uA, dan kan ons dit verwaarloos.

Tot dusver kan u duidelik verstaan dat die huidige I1 wat in R1 bloei altyd konstant is.

Dan kan ons die formule R1: R2 = Vref (1.25V): V2 maak. Ek kies 220Ω tot R1, en 2.2K tot R2, Dan word die formule getransformeer V2 = 1,25V x 2,2k / 220 = 12,5V. Wees bewus van die werklike uitgangsspanning V1 en V2.

Dan verskyn die 13,75V op die LM317 -uitvoerpen en GND. En ook bewus van wanneer R2 nul is, 1,25V uitset

bly.

Toe gebruik ek 'n eenvoudige oplossing; ek gebruik net die uitset -transisitor Vbe en diode Vf om 1.25V te kanselleer.

In die algemeen is Vbe en Vf ongeveer 0,6 tot 0,7V. Maar u moet ook kennis neem met Ic - Vbe en If - Vf -karakters.

Dit toon aan dat 'n sekere bloedstroom nodig is as u hierdie metode gebruik om 1,25V te kanselleer.

Daarom voeg ek 'n ontluisteringsregister R13 2.2K 2W by. Dit bloei ongeveer. 5mA wanneer 12V uitset.

Tot dusver is ek 'n bietjie moeg om te verduidelik. Ek het middagete en middagete bier nodig. (Lol)

Dan wil ek geleidelik verder gaan na volgende week. So jammer vir u ongerief.

Volgende stap wil ek verduidelik hoe die huidige beperker presies werk met behulp van LT Spice load parameter stapsimulasie.

Huidige beperkingsafdeling met LT6106

Besoek die lineêre tegnologie -webwerf en sien die datablad vir die LT6106 -toepassing.

www.linear.com/product/LT6106

Ek wil die tekening wys om te verduidelik Tipiese toepassing wat AV = 10 beskryf vir 5A voorbeeld.

Daar is 'n 0,02 ohm huidige sintuigregister en die gevoerde uitset vanaf die pen is nou 200mV/A

die uitpen sou styg tot 1V by 5A, reg?

Kom ons dink aan my toepassing met hierdie tipiese voorbeeld in gedagte.

Hierdie keer wil ons die huidige limiet onder 2A gebruik, dan is die 0,1 ohm geskik.

In hierdie geval kan die pen 2V styg by 2A? Dit beteken dat die sensitiwiteit nou 1000mV/A is.

Daarna moet u die LM317 ADJ -pen met die generiese vergelyker aan / uit skakel

soos NJM2903 LM393, of LT1017 en generiese NPN -transistor soos 2SC1815 of BC337?

wat afgesny het met die bespeurde spanning as die drempel.

Tot dusver is die verduideliking van die stroombaan verby, en laat ons die stroombaan -simulasies begin!

Stap 8: Bylaag 2: Kringstap -simulasie en simulasie -resultate

Ek wil graag die sogenaamde stapsimulasie verduidelik.

Gewone eenvoudige simulasie simuleer net een voorwaarde, maar met stapsimulasie kan ons die toestande voortdurend verander.

Die definisie van stapsimulasie vir lasregister R13 word byvoorbeeld op die volgende foto en hieronder getoon.

.stap param Rf lys 1k 100 24 12 6 3

Dit beteken dat die R13 -waarde wat vertoon word soos {Rf} wissel van 1K ohm, (100, 24, 12, 6) tot 3 ohm.

Soos duidelik verstaan, is die stroom van 1K ohm, getrek na las R, ①12mA

(omdat die uitgangsspanning nou ingestel is op 12V).

en ②120mA by 100 ohm, ③1A by 12 ohm, ④2A by 6 ohm, ⑤4A by 3 ohm.

U kan egter sien dat die drempelspanning ingestel is op 1V by R3 8k en R7 2k (en die spanning vir die vergelyking is 5V).

Dan, uit toestand ③, is die huidige beperkingskring veronderstel om te werk. Die volgende tekening is 'n simulasie -resultaat.

Hoe gaan dit met dit tot so ver?

Dit kan 'n bietjie moeilik wees om te verstaan. omdat die simulasie -resultaat moeilik kan lees.

Groen lyne toon uitsetspanning en blou lyne toon uitsetstroom.

U kan sien dat die spanning relatief bestendig is tot 12 ohm 1A, maar van 6 ohm 2A neem die spanning af tot 6V om die stroom tot 1A te beperk.

U kan ook sien dat die GS -uitsetspanning van 12mA tot 1A effens gedaal het.

Dit word bykans veroorsaak deur Vbe en Vf se onlynheid, soos ek in die vorige afdeling verduidelik het.

Ek wil die volgende simulasie byvoeg.

As u D7 op simulasieskema soos aangeheg weglaat, sou die uitsetspanningsresultate relatief stabiel wees.

(maar die uitsetspanning word natuurlik hoër as die vorige.)

Maar dit is 'n soort afruil van dinge, want ek wil hierdie projek van 0V beheer, selfs al is die stabiliteit 'n bietjie verlore.

As u analoog simulasie soos LT Spice begin gebruik, is dit maklik om u idee van die analoogbaan na te gaan.

Ummm, uiteindelik lyk dit asof ek uiteindelik die volledige verduideliking voltooi het.

Ek benodig 'n paar bier vir die naweek (lol)

As u enige vrae het oor hierdie projek, kan u my dit gerus vra.

En ek hoop dat u almal 'n goeie DIY lewe sal geniet met my artikel!

Groete,