LM317 негизделген DIY Variable стол Power Supply: 13 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:42

Электр энергиясы менен камсыздоо - бул, албетте, ар кандай электроника лабораториясына же электроника долбоорлорун, айрыкча өзгөрмө электр менен камсыздоону каалагандарга эң керектүү жабдуу. Бул үйрөткүчтө мен LM317 линиялык оң регуляторго негизделген өзгөрмөлүү 1.2-30V (1.2V киргизүү чыңалуусуна -2.7V чындыгында) энергия булагын кантип курганымды көрсөтөм.

Бул менин PSU ээ болушун каалаган өзгөчөлүктөр.

• Минималдуу ток 2 А.
• 2A менен 12 В чыгуусу оңдолду.
• 5 В чыгуусу 2 А.
• 3.3 V чыгаруу 1А менен бекитилди.
• Телефондорду 1А кубаттоо үчүн эки USB порт.

Электр энергиясы эч кандай трансформаторду колдонбойт, анын ордуна 15-35В диапазонунда туруктуу кирүү чыңалуусун чыгарууда көптөгөн ар кандай чыңалууга чейин төмөндөтөт. Ошентип, сиз бул бирдикти 15-35В номиналдуу чыңалуусу бар 2-5А ЖЕ трансформатор менен бирдей мүнөздөгү SMPS аркылуу кубаттай аласыз.

1 -кадам: Даяр болуу

1. Https://www.autodesk.com/products/eagle/free-download дарегине өтүңүз жана иштетүү тутумуңуз үчүн Eagle схемалык тартуу программасын жүктөп алыңыз.
2. Https://www.sketchup.com/download дарегине өтүңүз жана SketchUpдун акыркы версиясын жүктөп алып, орнотуңуз.
3. 15-36V ортосундагы чыңалуу рейтинги бар жакшы SMPSти табыңыз ЖЕ 15-36V DC чыгыш чыңалуусу бар трансформаторго негизделген жабдууну жасаңыз.

2 -кадам: схемалык

Схема сизге менин планым жөнүндө түшүнүк берет. Бирок бул ПКБ файлын түзүү үчүн иштелип чыккан эмес, анткени мен адатта бир жолку конструкцияларым үчүн такта жасайм. Ошентип, мен компоненттердин пакеттерине маани берген жокмун. ПКБ макетин түзүүнү кааласаңыз, туура пакеттерди тандооңуз керек. Ар биринде үч LM317 жана үч TIP2955 PNP өтмө транзистору бар. Ошол LM317лердин ар бири 36В кирүүнү программаланган чыңалууга чейин азайтат. U2 туруктуу 12В чыгарат, U3 өзгөрүлмө чыңалууну чыгарат жана U1 башка 5V жана 3.3 жөндөгүчтөрү үчүн 12V көмөкчү чыгарат, алар тарап кеткен жылуулукту азайтуу үчүн.

LM317 1.5А ашкан чыгаруу агымын камсыз кыла алат. Бирок бул учурда, киргизүү жана чыгаруу чыңалуусунун чоң айырмачылыгы менен, LM317 ашыкча күчтү жылуулук катары таратууга туура келет; ушунчалык жылуулук. Ошентип, биз өтүү элементтерин колдонобуз. Бул жерде мен TIP2955 кубаттуу транзисторун оң жактагы өтүү элементи катары колдондум. Сиз TIP3055 же 2N3055 терс тарабында же чыгуу жагында өтүүчү элемент катары колдоно аласыз. Бирок мен PNPди тандаганымдын себеби, алар NPN транзисторлору чыгаруучу чыңалууну өзгөртпөйт (NPN колдонулганда чыгаруу +0.7V жогору болот). PNP транзисторлору окуусун таштоонун төмөн жана өтө төмөн деңгээлдеги жөндөгүчтөрүндө өтүүчү элементтер катары колдонулат. Бирок алар өндүрүштүн конденсаторлорун кошуу менен жумшартылышы мүмкүн болгон кээ бир туруктуулук маселелерин көрсөтүшөт.

2W R5, R7 жана R9 резисторлору төмөн токтордо өтмө транзисторлорду бир жактуу кармоого жетиштүү чыңалууну өндүрөт. Көмөкчү 12В чыгаруу үч LM2940 өтө төмөн 5В 1А жөндөгүчтөрүнүн киришине туташкан, алардын экөө USB чыгуулары үчүн, экинчиси алдыңкы панелдин чыгышы үчүн. 5V чыгаруунун бири 3.3V чыгаруу үчүн AMS1117 регуляторуна туташкан. Ошентип, бул ар кандай жөнгө салуучулардын сериялык тармагы.

Өзгөрүлмө чыгаруу U3төн схемада көрсөтүлгөндөй алынат. Мен 5K потенциометрди 1К идиш менен катар колдонгом, анда чыңалуу чыңалуусу орой жана жакшы жөндөлгөн. DSN DVM-368 (менин веб-сайтымдагы окуу куралы) вольтметр модулу алдыңкы панелдеги чыңалууну көрсөтүү үчүн өзгөрмө чыгууга туташкан. Вольтметрдин модулуна киргизиле турган өзгөртүүлөрдү көрүү үчүн "Уткун" бөлүмүн караңыз. Сиз башка V же A модулдарын көп өзгөртүүсүз колдоно аласыз.

Схеманын жогорку чечилишиндеги-p.webp

3 -кадам: SketchUp 3D модели

Коннекторлорду, өчүргүчтөрдү жана башкалардын жайгашуусун пландаштыруу үчүн жана MDF тактасын, алюминий каналын ж. Менде бардык компоненттер мурунтан эле бар болчу. Ошентип, моделдин дизайны оңой эле болду. Мен жоондугу 6 мм болгон MDF тактасын жана 25 мм жана калыңдыгы 2 мм болгон алюминий экструзиясын (бурчун) колдондум. Сиз SketchUp модель файлын төмөндөгү шилтеме аркылуу жүктөп алсаңыз болот.

LM317 PSU SketchUp 2014 файлы: Төмөндөгү файлды жүктөп алыңыз. Сиз бул материалды жүктөп, өзгөртүп жана кайра бөлүштүрө аласыз.

4 -кадам: Куралдарды жана тетиктерди чогултуу

Бул керектүү материалдар, шаймандар жана компоненттер.

PSU кутусу үчүн,

• Калыңдыгы 6 мм болгон MDF тактайы.
• Алюминий бурчтуу экструзиялар - көлөмү 25 мм, калыңдыгы 2 мм.
• 25 мм машина бурамалары оюк, тегерек баш жана шайкеш гайкалар жана шайбалар менен.
• Акрил же ABS калыңдыгы 3-4 мм.
• Эски CPU Алюминий муздаткыч жана желдеткич.
• ПВХ буттары 1,5 см.
• Матай кара спрей боек.
• MDF праймери.

Электрондук плата үчүн,

• 3x TIP2955 (TO-247 пакети)
• TO-247 транзисторлору үчүн слюда изоляторлору
• 3x LM317T
• 3x LM2940
• 1x AMS1117-3.3
• 3x 2W, 100 Ом резисторлор
• 10х 100 нФ керамикалык конденсаторлор
• 6x 1N4007 диоддору
• 470 uF, 40V электролит капкактары
• 1x 6A4 диод
• 3x 1K резисторлор
• 3x 200 Ом резисторлору
• 1х 3-4А сактандыргычтар жана сактагычтар
• 100 uF, 10V электролит капкактары
• 1x 1K сызыктуу потенциометр
• 1x 5K сызыктуу потенциометр
• 2х потенциометрдин баскычтары
• 2 пин терминалдык блоктор
• TO220 пакеттери үчүн жылыткычтар
• Жылыткыч пастасы
• 4x SPST которуштуруу/рычаг которгучтары
• Кабелдер жана зымдар эски компьютердин энергия булактарынан
• Жылуулукту кыскартуучу түтүктөр 3мм жана 5мм
• Перфорацияланган матрицалуу PCB
• Эркек пин баштары
• 2x Аялдын USB түрү А рецепторлору
• 4x Динамик коннекторлору ЖЕ 8x милдеттүү билдирүүлөр
• 1x SPST/DPDT рокер которгуч
• 4x 3mm/5mm LED
• 1х DSN-DVM-368 вольтметр
• 5х аял DC баррель бириктиргичтери (бурама)
• Пластикалык тирешүүлөр

Куралдар

• Hacksaw бычактары
• Тешүүчү станок
• Мурун оюнчу
• Файлдардын ар кандай түрлөрү
• Ар кандай типтеги ачкычтар
• Өлчөөчү лента
• Кара туруктуу CD маркер
• Philipsтин көптөгөн түрлөрү жана бурама драйверлер (комплект сатып алыңыз)
• Артка тартылуучу бычак жана бычактар
• Ротари куралы (эгер сизде чеберчилик болсо, кереги жок)
• 300 жана 400 өлчөмүндөгү кум кагаздар
• Ниппер (жез зымдары үчүн)
• Мультиметр
• Кандооч
• Лайнер зымы жана агымы
• Сым тазалагычтар
• Пинцет
• Жана сиз каалаган куралды таба аласыз.
• Будан коргоо үчүн булгануу/Чаң маскасы.

5 -кадам: Райондук тактаны куруу

Сиздин талапка ылайык perfboard кесип. Андан кийин тетиктерди схемага ылайык жайгаштырыңыз. Мен чийүү үчүн ПХБ файлын жасаган жокмун. Бирок сиз төмөндөгү Eagle схемалык файлын өз алдынча ПХБ жасоо үчүн колдоно аласыз. Болбосо, тапкычтыгыңызды колдонуп, жайгаштырууну жана маршрутту пландап, бардыгын жакшы ээрчиңиз. Пластикалык пластикти IPA (изопропил спирти) эритмеси менен жууп, ар кандай solder калдыктарын тазалаңыз.

6 -кадам: кутуну куруу

MDF тактасы, алюминий каналдары кесиле турган бардык өлчөмдөр, тешиктердин өлчөмдөрү, тешиктердин жайгашуусу жана бардыгы SketchUp моделинде. Жөн гана файлды SketchUpдо ачыңыз. Мен бөлүктөрдү топтодум, андыктан сиз моделдин бөлүктөрүн оңой жашыра аласыз жана өлчөмдөрдү өлчөө үчүн Measure куралын колдоно аласыз. Бардык өлчөмдөр мм же см. Тешик бургулоо үчүн 5 мм битти колдонуңуз. Дайыма тешиктердин жана башка бөлүктөрдүн тегизделишин текшерип, бардыгы бири -бирине оңой дал келерин текшериңиз. MDF жана Алюминий каналдардын бетин тегиздөө үчүн кум кагаздарын колдонуңуз.

Сиз 3D моделин карап чыккандан кийин, кутучаны кантип куруу керек деген ойго келесиз. Сиз аны муктаждыктарыңызга жараша өзгөртө аласыз. Бул сиздин чыгармачылыгыңызды жана фантазияңызды максималдуу колдоно турган жер.

Алдыңкы панель үчүн акрил же ABS баракты колдонуңуз жана лазер кескичтин жардамы менен тешиктерди кесиңиз, эгер сиз ага кире алсаңыз. Бирок тилекке каршы менде лазердик аппарат жок болчу жана аны табуу түйшүктүү иш болмок. Ошентип, мен салттуу ыкманы карманууну чечтим. Пластикалык каркастарды жана эски муздаткычтардын кутучаларын сынык цехинен таптым. Негизи мен аларды негизсиз баага сатып алдым. Ошол алкактын бири калың жана жалпак болгондуктан, алдыңкы панель катары колдонула турган; ал өтө коюу же өтө ичке болгон эмес. Мен аны бардык өлчөгүчтөргө жана чыгаруу коннекторлоруна ылайыкташтырып, туура өлчөөлөр менен кесип, тешип, тешип алдым. Темир уста жана бургулоочу машина менин негизги куралдарым болчу.

Кутунун конкреттүү дизайнынан улам, алдыңкы панелди кутунун калган бөлүгүнө туташтырууда кандайдыр бир көйгөйгө туш болушуңуз мүмкүн. Мен ABS пластиктин пластикалык кесимдерин алдыңкы бурчтардын артына чаптап, жаңгакка муктаж болбостон түз бурап койдум. Сиз ушундай же андан жакшы нерсени жасашыңыз керек болот.

Муздаткыч үчүн мен эски CPU муздаткычын колдондум. Мен анын тешиктерин бургулап, үч бөлүгүн транзисторду слюда изоляторлору менен бекиттим (БУЛ МААНИЛҮҮ!). Муздаткычтын жалгыз иштебей турганын түшүнүп, кийинчерээк муздаткычтын сыртынан муздатуучу желдеткичти кошуп, аны 12V көмөкчүгө туташтырдым.

7 -кадам: кутучаны боёк

Биринчиден, MDFди 300 же 400 өлчөмүндөгү кумдук кагаз менен сүртүшүңүз керек. Андан кийин жыгач праймеринин же MDF праймеринин жука, бирдей катмарын сүйкөп коюңуз. Биринчи катмар жетиштүү кургатылгандан кийин башка катмарды сүйкөп коюңуз. Муну сиздин талабыңыз боюнча кайталаңыз жана 1 же 2 күн кургатыңыз. Сиз боёкту чачуудан мурун праймер катмарын кум менен сүртүшүңүз керек. Кысылган боёк идиштерин колдонуу менен сүрөт тартуу оңой.

8 -кадам: Кабелдөө

Төмөнкү барактын ортосуна lehimli болгон тактаңызды оңдоп, кичинекей машинанын бурамаларын жана алардын ортосундагы тирөөчтөрдү колдонуп бураңыз. Мен эски компьютерлердин зымдарын колдондум, анткени алар сапаттуу. Сиз зымдарды тактага туташтырсаңыз болот же туташтыргычтарды же төөнөгүчтөрдү колдонсоңуз болот. Мен шашылыш түрдө PSU жасадым, ошондуктан мен эч кандай туташтыргычтарды колдонгон жокмун. Бирок баардык нерсени модулдук жана оңой чогултуу жана ажыратуу үчүн коннекторлорду качан жана кайда колдонсоңуз болот.

Мен зым тартууда жана алгачкы тестирлөөдө кызыктай көйгөйлөргө туш болдум. Биринчиси, өндүрүштүн туруксуздугу. Биз PNP өтүү элементтерин колдонуп жатканыбызда, эсептегичте натыйжалуу DC чыңалуусун азайтуу менен термелүү болмок. Бул көйгөйдү чечүү үчүн электролит конденсаторлорун туташтыруу керек болчу. Кийинки көйгөй тактадагы жана чыгуучу бириктиргичтердеги чыгыш чыңалуусунун айырмасы болду! Мен дагы эле көйгөйдүн так эмне экенин билбейм, бирок мен муну кээ бир жогорку баалуулуктагы резисторлорду, 1K, 4.7K ж.б. Мен 2K (1K+1K) резисторунун маанисин Aux 12V жана негизги 12V чыгууларын программалоо үчүн колдондум.

Бизге DSN-DVM-368 вольтметр гана керек, анткени өзгөрмөлүү чыгаруу үчүн башка бардык чыгуулар туруктуу. Адегенде сүрөттө көрсөтүлгөндөй секиргичти (МААНИЛҮҮ!) Ажыратышыңыз керек, андан кийин схемада көрсөтүлгөндөй үч зымды колдонуңуз. Вольтметрдин ичинде буга чейин 5В регулятору бар. 12V түздөн -түз ага берүү керексиз жылытууга алып келет. Ошентип, биз AUX 12V менен вольтметрдин Vcc киришинин ортосунда 7809, 9V жөндөгүчтү колдонобуз. Мен тактаны ширеткенден кийин 7809ду "калкып жүрүүчү" компонентке айландырышым керек болчу.

9 -кадам: Тестирлөө

Дискти DC баррелинин уячасына карабастан, 15-35V жана эң аз 2А токтун ортосундагы чыңалуу рейтинги бар SMPSке туташтырыңыз. Мен 36V 2A SMPSти орнотулган ашыкча ток менен (өчүрүү) колдондум. Жүктү текшерүүдөн алынган өлчөө таблицасынын үстүнөн караңыз.

Бул жердеги жүктөөнү жөнгө салуу мен колдонгон SMPSтин өндүрүш кубаттуулугуна байланыштуу жакшы эмес. Бул агымды чектеп, жогорку агымдарда өчүрөт. Ошентип, мен учурдагы сыноолорду өткөрө алган жокмун. 14В чейин, жүктү жөнгө салуу жакшы көрүндү. Бирок 15Vдан жогору коюлган чыңалуу (#8, #9, #10), мен жүктү туташтырганда, чыгуу чыңалуусу 3.24A туруктуу агымы менен 15В айланасында азаят. #10до жүктөлгөн чыңалуу 3.24А токто белгиленген чыңалуунун жарымы! Ошентип, менин SMPS чыңалууну белгиленген деңгээлде кармап туруу үчүн жетиштүү токту бербей калды окшойт. Мен ала алган максималдуу күч 58W #11де болгон. Ошентип, сиз чыгаруучу токту төмөн кармасаңыз, чыгуу чыңалуусу керек жерде калат. Ар дайым чыңалууга, агымга жана жылыткычтын температурасына көз салып туруңуз, анткени ал жерде бир топ күч кетет.

10 -кадам: Бүтүрүү

Сыноолорду бүтүргөндөн кийин, баарын чогултуп, алдыңкы панелди каалагандай белгилеңиз. Мен алдыңкы панелди күмүш боек менен боеп, нерселерди белгилөө үчүн туруктуу маркерди колдондум (муну жасоонун жакшы жолу эмес). Мен биринчи Arduino менен алган DIY чаптамасын алдыңкы жагына койдум.

11 -кадам: Оң жана терс жактары

Бул электр менен камсыздоонун дизайнынын көптөгөн артыкчылыктары жана кемчиликтери бар. Аларды изилдөө ар дайым баалуу.

Артыкчылыктары

• Дизайн, куруу жана өзгөртүү оңой, анткени бул линиялык жөнгө салынуучу электр булагы.
• Жөнөкөй SMPS бирдиктерине салыштырмалуу чыгууда анча керексиз толкундар.
• Азыраак EM/RF кийлигишүүсү өндүрүлдү.

Кемчиликтери

• Төмөн эффективдүүлүк - кубаттуулуктун көбү жылыткычтарда жылуулук катары текке кетет.
• SMPS электр менен камсыздоо дизайнына салыштырмалуу начар жүк жөнгө салуу.
• Окшош күч SMPSтерге салыштырмалуу чоң.
• Учурдагы өлчөө же чектөө жок.

12 -кадам: Мүчүлүштүктөрдү оңдоо

Санарип мультиметр - энергия менен камсыздоодогу көйгөйлөрдү чечүү үчүн эң жакшы курал. Нан панелин колдонуудан мурун, бардык жөнгө салуучуларды текшериңиз. Эгерде сизде эки DMM болсо, анда токту жана чыңалууну бир убакта өлчөөгө болот.

1. Чыгышта эч кандай күч жок болсо, кирүүчү пинден, регулятордун кирүү казыгынан чыңалуусун текшериңиз жана PCB туташуулары туура экенин эки жолу текшериңиз.
2. Эгерде сиз өндүрүштү термелүү деп тапсаңыз, чыгуучу терминалдардын жанына 47uFтен кем болбогон электролиттик конденсаторду кошуңуз. Сиз аларды түздөн -түз чыгаруу терминалдарына туташтырсаңыз болот.
3. Чыгыштарды кыскартпаңыз же аз импеданс жүктөмүн туташтырбаңыз. Бул жөнгө салуучулардын иштебей калышына алып келиши мүмкүн, анткени биздин дизайнда эч кандай чектөө жок. Негизги кирүүдө тиешелүү маанидеги сактандыргычты колдонуңуз.

13 -кадам: жакшыртуулар

Бул негизги сызыктуу электр булагы. Демек, сиз өркүндөтө турган көп нерсе бар. Мен муну шашылыш түрдө курдум, анткени мага кандайдыр бир өзгөрмөлүү электр энергиясы абдан керек болчу. Мунун жардамы менен мен келечекте жакшыраак "Так санариптик энергия менен камсыздоону" кура алам. Эми бул жерде учурдагы дизайнды жакшыртуунун кээ бир жолдору бар,

1. Биз LM317, LM2940 ж.б сыяктуу сызыктуу жөнгө салуучуларды колдонгон болчумун. Булар ушунчалык эффективдүү эмес жана батарейка менен иштөө үчүн колдонулбайт. Демек, эмне кылсаңыз болот, кайсы болбосун интернет-дүкөндөн DC-DC арзан модулдарынын бирин таап, алар менен линиялык жөнгө салуучуларды алмаштырыңыз. Алар кыйла эффективдүү (> 90%), жакшыраак жүктөө жөнгө салуу, учурдагы мүмкүнчүлүктөр, токту чектөө, кыска туташуудан коргоо жана башкалар. LM2596 ушундай түрлөрдүн бири. Бак (түшүү) модулдарынын үстүндө тактык потенциометр болот. Сиз аны "көп бурулуш потенциометрге" алмаштырып, кадимки сызыктуу казандардын ордуна алдыңкы панелде колдоно аласыз. Бул сизге чыгыш чыңалуусун көзөмөлдөөгө мүмкүнчүлүк берет.
2. Биз бул жерде бир гана вольтметрди колдондук, андыктан биздин PSU берип жаткан токту көрбөй жатабыз. Жеткиликтүү арзан "Чыңалуу жана Ток" өлчөө модулдары бар. Бирди сатып алып, өндүрүшкө кошуңуз, ар бир чыгарылыш үчүн бир болушу мүмкүн.
3. Биздин долбоордо учурдагы чектөөчү өзгөчөлүк жок. Ошентип, учурдагы чектөө функциясын кошуу менен аны жакшыртууга аракет кылыңыз.
4. Эгерде радиатордун күйөрманы ызы -чуу болсо, температураны сезгич күйөрманды ылдамдыкты көзөмөлдөөчү менен кошуп көрүңүз.
5. Батареяны кубаттоо функциясын оңой эле кошсо болот.
6. LED тестирлөө үчүн өзүнчө жыйынтыктар.

Энергия менен камсыздоо конкурсунда биринчи сыйлык