AC till +15V, -15V 1A Variabel och 5V 1A fast bänk DC -strömförsörjning: 8 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:37

En strömförsörjning är en elektrisk enhet som levererar elektrisk kraft till en elektrisk belastning. Denna modellströmförsörjning har tre solid-state DC-nätaggregat. Den första strömförsörjningen ger en variabel utgång på positiva 1,5 till 15 volt vid upp till 1 ampere. Den andra ger en negativ 1,5 till -15 volt vid 1 ampere. Den tredje har en fast 5V vid 1 ampere. Alla leveranser är fullt reglerade. En speciell IC -krets håller utspänningen inom.2V när den går från ingen belastning till 1 ampere. Utgången är helt skyddad från kortslutning. Denna matning är idealisk för användning i skollaboratorier, servicebutiker eller var som helst där en exakt likspänning krävs.

Steg 1: Hur fungerar en leverans?

Försörjningen består av två kretsar, en är fast 5v utgång och den andra är 0 till+15 och -15 variabel matning med varje avsnitt förklarat nedan. Den består av en transformator, ett likriktarsteg och regulatorsteget.

1. Stega ner 220V AC med hjälp av transformator: Eftersom ingången till regulatorerna är tänkt att ligga runt 1,5 till 40 volt. Så 220v AC trappades ner med transformatorn. 220v AC från huvudströmförsörjningen till transformatorns sekundära spole via säkring och strömbrytare, vilket sänker den till 18 volt. Transformatorns varvtal var 12: 1. När den testades visade transformatorns öppna kretsspänning sig att vara 22 volt. Transformatorn tjänar två syften. Först reducerar den 220VAC -ingången till 17VAC och 9VAC för att tillåta rätt spänning att komma in i likriktarstegen. För det andra isolerar den strömförsörjningen från 220VACline. Detta förhindrar att användaren utsätts för farlig spänningsstöt om användaren befinner sig i ett jordat område. En centrumtappad transformator har två sekundära lindningar som är 180 grader ur fas.
2. AC till DC -omvandlare: För att rätta till växelströmmen (omvandling från växelström till likström) användes bryggkonfiguration av dioder som stängde av AC: s negativa cykel och konverterade den till pulserande likström. Varje diod fungerar endast när den befinner sig i ett förspänningsläge (när spänningen vid anoden är högre än spänningen vid katoden). Denna likström hade några krusningar involverade i den, så en kondensator användes för att relativt jämna ut den innan den skickades till regleringskretsen.
3. Regulatorkrets: Regulatorkretsen i PowerSupply består av en integrerad LM-317 och LM-337 krets. LM317 levererar mer än 1,5 A lastström med en utspänning som kan justeras över ett intervall på 1,2 till 37 V. LM337 -serien är justerbara 3 -terminala negativa spänningsregulatorer som kan leverera över 1,5 A över ett utspänningsområde på -1,2 till -37 V. De är exceptionellt enkla att använda och kräver bara två externa motstånd för att ställa in utspänningen. Vidare är både linje- och lastreglering bättre än vanliga fasta regulatorer. Utgångsspänningen för LM317/LM377 bestäms av förhållandet mellan de två återkopplingsmotstånden R1 och R2 som bildar ett potentiellt divideringsnät över utgångsterminalen. Spänningen över återkopplingsmotståndet R1 är en konstant 1,25V referensspänning, Vref produceras mellan "Utgång" och "justering" terminal. Sedan flyter vilken ström som helst genom motståndet R1 också genom motståndet R2 (ignorerar den mycket små justeringsplintströmmen), där summan av spänningsfallet över R1 och R2 är lika med utspänningen, Vout. Uppenbarligen måste ingångsspänningen Vin vara minst 2,5 volt större än den nödvändiga utspänningen för att driva regulatorn.
4. Filter: Utsignalen från LM317/337 matades till kondensatorn för att filtrera bort den pulserande effekten. Och sedan skickades det till utgången. Det bör noteras att kondensatorns polaritet bör beaktas innan du placerar den.

5v fast likström

5v DC fungerar på samma princip, men regulatorn som används för det är en fast 7805. Även transformatorn som använts var 220V till 9V AC.

Steg 2: Kretsschema och komponenter som krävs:

Kretsdiagram och nödvändiga komponenter listas i bilderna ovan.

Steg 3: Simuleringar och PCB -layout

Proteus Schematisk och simuleringar:

Den schematiska kretsen simulerades för att se om kretsen fungerar korrekt och uppnår vårt mål om en ± 15V variabel och 5V fast strömförsörjning. Vilket verifierades genom att mäta utspänningen med hjälp av multimätare.

Proteus PCB -layout:

Den schematiska kretsen efter testning konverterades sedan till sin PCB -layout. Komponenterna placeras först och routningen görs genom automatisk routing. Strömkabelns bredd är T80 medan resten av tråden har bredden T70. Brädans längd valdes till 6 x 8 tum. En 3D -layout kontrollerades också för den förväntade PCB -designen. Layouten vid färdigställande och testning av om vägarna inte korsas exporteras som PDF. Endast brädkanten och det nedre lagret väljs för att vara i PDF -filen och resten avmarkeras. Det ger oss ett tryck på spåret på hela kretskortet.

Steg 4: PCB -utskrift

Utskrift på smörpapper:

Spåret som kom som en PDF -fil trycktes på smörpapperet. Skrivaren som användes för detta ändamål var den med toner snarare än flytande bläck eftersom den inte kan överföras på smörpapperet. För detta ändamål skärs smörpapper så att det matchar storleken på ett A4 -papper för enkel utskrift och klipps sedan för att passa PCB -storleken.

Överför utskriften från smörpapper till kretskort:

Smörpappret läggs ovanpå kretskortet. Ett hett strykjärn används för att pressa smörpapperet vilket resulterar i att banan fotokopierar sig själv på kretskortet på grund av uppvärmning av tonerfärgen. Därefter görs spårkorrigeringar med den permanenta markören.

Etsning:

Överföring av spåret på kretskortet, i nästa steg doppas brädet i en behållare fylld med järnklorid placerad i ugnen vilket resulterar i avlägsnande av koppar från hela kretskortet förutom spåret som trycktes vilket resulterade i ett plastark med koppar finns endast på banan.

Borrning:

Efter förberedelse av kretskortet borras hålen med en PCB -borr genom att hålla den mitt för att hålla borren i 90 grader mot kretskortet och inte applicera extra tryck annars kommer borrkronan att gå sönder. Hålen för transistorer, kontakter, regulatorer Dioder är större än vanliga motstånd, kondensatorer etc.

Rengöring med thinner/bensin:

Kretskortet tvättas med några droppar tunnare eller bensin beroende på tillgänglighet så att bläcket tas bort från spåret för perfekt lödning av komponenten på kretskortet. PCB är redo att lödas med komponenter.

Lödning av komponenter:

Komponenterna löds sedan på kretskortet enligt Proteus PCB -layout. Komponenterna löds med försiktighet genom att inte korta spåren eller punkterna. Polariteter av komponenter som kondensatorer/transistorer hålls i åtanke. Kylflänsar fästs med regulatorerna med hjälp av pastan för bättre konduktivitet och löds med kretskortet. Liknande

Testning:

En sista gång testas kretskortet för kort tid under lödning av komponenterna på kortet. Därefter startades kretskortet och utmatningen noterades vilket var i enlighet med önskad utgång. PCB är redo att placeras i höljet.

Steg 5: Förberedelse av hölje

Ett färdigt hölje med grundläggande layout köptes från marknaden och modifierades enligt önskat krav. Det kom med två hål för två bindningsposter, så ytterligare 4 hål för bindningspost och 2 för potentiometrar borrades i höljet. Ett hona med 3 stift placerades också för enkel anslutning av nätkabeln. En strömbrytare placerades också utanför för att slå på eller stänga av strömförsörjningen. Dessutom installerades en VOLTMETER i matningen för enkel läsbarhet/val för användaren.

Steg 6: Konfigurera leveransen

Transformatorer och kretsar placerades i höljet med hjälp av ett trä/isolerande ark för att undvika kortslutning med kroppen. Bultar och buntband användes för att hålla ihop komponenterna. Bindande stolpar, säkringshållare potentiometrar och knapp installerades på höljet. Jumper wire användes för att ansluta och löddes för att säkra anslutningen. krympomslag användes för att säkra anslutningarna och för att undvika kortslutning. Utbudet testades.

Steg 7: Ladda reglering

Belastning anslöts till matningsutgången och utgångsspänningsfallet mötte vilket berodde på fallet över resistanserna hos ledningarna/ kretskortspåren/ anslutningspunkterna. Så för att tillgodose det ändrades värdena på motstånden över LM317/LM337 för att ge en lastspänning på 15 volt. Eftersom spänningen som var vid utgången var öppen kretsspänning.

Steg 8: Slutprovning/observationer

Voltmeter som används i matningen fungerade bara för spänningsnivåerna över 7v (andra finns inte på marknaden). Så genom att använda en bättre voltmeter kunde lägre spänningsvärden också mätas. Företrädesvis med hjälp av en dubbelriktad analog voltmeter och med en omkopplare för att ändra värdet som ska mätas (+ve matning eller –ve matningsspänning), kan det göras mer praktiskt.

Sammantaget var det ett intressant projekt. Mycket lärdes när jag blev bekant med tillverkning av kretskort, problem med tillverkning av matning och variabla spänningsregulatorer.

Besök också https://easyeeprojects.blogspot.com/ för kommande projekt.:)