강력한 전류 보호 전원 공급 장치

전자 회로를 수집하는 모든 사람은 다양한 출력 전압, 전류 제어 및 필요한 경우 전원 공급 장치의 연결을 끊을 수있는 범용 전원이 필요합니다. 매장에서 이러한 실험실 전원 공급 장치는 매우 비싸지 만 일반적인 라디오 구성 요소로 직접 조립할 수 있습니다. 제시된 전원 공급 장치에는 다음이 포함됩니다.

• 최대 24V의 전압 조정;
• 부하에 주어진 최대 전류는 최대 5 암페어입니다.
• 여러 고정 값을 선택하여 전류를 보호합니다.
• 고전류에서의 작동을위한 능동 냉각;
• 전류 및 전압의 다이얼 표시기;

전압 조정기 회로

가장 간단하고 저렴한 전압 레귤레이터 버전은 전압 레귤레이터라는 특수 칩의 회로입니다. 가장 적합한 옵션은 LM338이며 출력에서 ​​최대 5A의 전류와 최소 리플을 제공합니다. LM350 및 LM317도 여기에 적합하지만이 경우 최대 전류는 각각 3A 및 1.5A입니다. 가변 저항은 전압을 조정하는 역할을하며 정격은 출력에서 ​​얻는 최대 전압에 따라 다릅니다. 최대 출력에 24V가 필요한 경우 저항 4.3kOhm의 가변 저항이 필요합니다. 이 경우 4.7kOhm에서 표준 전위차계를 가져 와서 47kOhm으로 상수를 연결해야하며 총 저항은 약 4.3kOhm입니다. 전체 회로에 전원을 공급하려면 24-35 볼트의 전압을 가진 DC 소스가 필요합니다. 필자의 경우 정류기가 내장 된 일반 변압기입니다. 랩탑 충전기 또는 전류에 적합한 기타 다양한 스위칭 소스를 사용할 수도 있습니다.
이 전압 조정기는 선형이므로 입력 전압과 출력 전압의 전체 차이가 하나의 칩에 떨어지고 열 형태로 소산됩니다. 고전류에서 이것은 매우 중요하므로 마이크로 회로는 큰 라디에이터에 설치해야하며 팬과 함께 작동하는 컴퓨터 프로세서의 라디에이터가 가장 좋습니다. 팬이 항상 헛되지 않고 라디에이터가 가열 중일 때만 켜지려면 작은 온도 센서를 조립해야합니다.

팬 제어 회로

NTC 서미스터를 기반으로하며 온도에 따라 저항이 변합니다. 온도가 상승하면 저항이 크게 감소하며 그 반대도 마찬가지입니다. 연산 증폭기는 서미스터의 저항 변화를 등록하는 비교기 역할을합니다. 임계 값에 도달하면 연산 증폭기의 출력에 전압이 나타나고 트랜지스터가 잠금 해제되고 팬이 시작되어 LED가 켜집니다. 트리밍 저항은 임계 값을 조정하는 데 사용되며 그 값은 실온에서 서미스터의 저항을 기준으로 선택해야합니다. 서미스터의 저항이 100kOhm이라고 가정하면이 경우 튜닝 저항의 공칭 값은 약 150-200kOhm이어야합니다. 이 계획의 주요 장점은 히스테리시스가 있다는 것입니다. 팬을 켜고 끄는 임계 값의 차이. 히스테리시스로 인해 임계 값에 가까운 온도에서 팬이 자주 켜지거나 꺼지지 않습니다. 서미스터는 배선에 라디에이터로 직접 배선되어 편리한 곳에 설치됩니다.
전류 보호 회로
아마도 전체 전원 공급 장치의 가장 중요한 부분은 전류 보호입니다. 션트 (레지스터 저항 0.1 Ohm)의 전압 강하는 7-9 볼트 레벨로 증폭되고 비교기를 사용하여 기준과 비교됩니다. 비교를위한 기준 전압은 0에서 12 볼트 범위의 4 개의 튜닝 저항에 의해 설정되며, 연산 증폭기의 입력은 4 위치 렌치 스위치를 통해 저항에 연결됩니다. 따라서 비스킷 스위치의 위치를 ​​변경하면 보호 전류에 대해 사전 정의 된 4 가지 옵션 중에서 선택할 수 있습니다. 예를 들어, 100mA, 500mA, 1.5A, 3A 값을 설정할 수 있습니다. 다이얼 스위치로 설정 한 전류를 초과하면 보호 기능이 작동하고 전압 출력이 중단되고 LED가 켜집니다. 보호 기능을 재설정하려면 버튼을 짧게 누르면 출력 전압이 다시 나타납니다. 다섯 번째 튜닝 저항은 이득 (감도)을 설정하는 데 필요하며 션트 1 암페어를 통한 전류가 op 앰프의 출력 전압이 약 1-2 볼트가되도록 설정해야합니다. 보호 히스테리시스를 설정하기위한 저항은 회로 스냅의 "선명도"를 담당하며, 출력 전압이 완전히 사라지지 않으면 조정해야합니다.이 회로는 높은 응답 속도를 가지고 있기 때문에 전류가 초과 될 때 즉시 보호를 켤 수 있기 때문에 좋습니다.

전류 및 전압 표시 장치

대부분의 실험실 전원 공급 장치에는 디지털 전압계와 전류계가 장착되어 있으며 점수 판에 숫자 형태로 값을 표시합니다. 이 옵션은 크기가 작고 판독 정확도가 뛰어나지 만 인식하기에는 전혀 불편합니다. 그것이 지시를 위해 화살촉을 사용하기로 결정한 이유이며, 그 수치는 쉽고 유쾌하게 인식됩니다. 전압계의 경우 모든 것이 간단합니다. 약 1-2 MOhm의 저항을 가진 트리밍 저항을 통해 전원 공급 장치의 출력 단자에 연결합니다. 전류계가 제대로 작동하려면 션트 증폭기가 필요하며 회로는 아래에 나와 있습니다.
게인을 조정하려면 튜닝 저항이 필요합니다. 대부분의 경우 게인을 중간 위치 (약 20-25kOhm)로두기에 충분합니다. 스위치 헤드는 다이얼 스위치를 통해 연결되며 전류계의 최대 편차 전류가 설정되는 3 개의 튜닝 저항 중 하나를 선택할 수 있습니다. 따라서 전류계는 최대 50mA, 최대 500mA, 최대 5A의 3 가지 범위에서 작동 할 수 있으므로 모든 부하 전류에서 판독 값의 최대 정확도를 보장합니다.

전원 공급 장치 보드 어셈블리

인쇄 회로 기판 :
모든 이론적 측면이 고려되었으므로 구조의 전자 부품 조립을 시작할 수 있습니다. 전원 공급 장치의 모든 요소-전압 조정기, 라디에이터 온도 센서, 보호 장치, 전류계의 션트 증폭기는 크기가 100x70mm 인 하나의 보드에 조립됩니다. 보드는 LUT 방법으로 만들어지며 아래는 제조 공정 사진입니다.
부하 전류가 흐르는 전력 경로는 저항을 줄이기 위해 두꺼운 솔더 층으로 주석 도금하는 것이 바람직합니다. 먼저 작은 부품이 보드에 설치됩니다.
그 후 다른 모든 구성 요소. 온도 센서 및 냉각기를 공급하는 78L12 미세 회로는 인쇄 회로 기판에 제공되는 작은 라디에이터에 설치해야합니다. 마지막으로 와이어는 보드에 납땜되어 팬, 서미스터, 보호 재설정 버튼, 렌치 스위치, LED, LM338 칩, 전압 입력 및 출력이 출력됩니다. 전압 입력은 DC 커넥터를 통해 가장 편리하게 연결되지만 큰 전류를 공급해야한다는 점을 명심해야합니다. 모든 전원 선은 전류 단면, 바람직하게는 구리에 대응하여 사용해야합니다. 또한 인쇄 회로 기판의 출력은 출력 단자로 직접 이동하지 않고 두 그룹의 접점이있는 토글 스위치를 통해 이루어집니다. 두 번째 그룹은 단자에 전압이 공급되는지 여부를 나타내는 LED를 켜거나 끕니다.

차체 조립

하우징은 기성품 또는 독립적으로 조립할 수 있습니다. 예를 들어, 내가 한 것처럼 합판과 섬유판으로 만들 수 있습니다. 우선, 직사각형 전면 패널이 잘려서 모든 컨트롤이 설치됩니다.
그런 다음 상자의 벽과 바닥이 만들어지고 구조는 셀프 태핑 나사와 함께 고정됩니다. 프레임이 준비되면 모든 전자 장치를 내부에 설치할 수 있습니다.
컨트롤, 화살촉, LED는 전면 패널의 해당 위치에 설치되고 보드는 케이스 내부에 배치되며 팬이있는 라디에이터는 후면 패널에 장착됩니다. LED를 장착하기 위해 특수 홀더가 사용됩니다. 특히 장소가 허용하기 때문에 출력 단자를 복제하는 것이 바람직합니다. 케이스의 크기는 290x200x120mm이며, 케이스 내부에 여전히 많은 여유 공간이 있으며, 예를 들어 전체 장치에 전원을 공급하기위한 변압기에 맞을 수 있습니다.

커스터마이징

많은 튜닝 저항에도 불구하고 전원 공급 장치 설정은 매우 간단합니다. 우선, 외부를 출력 단자에 연결하여 전압계를 보정하십시오. 전압계의 화살표 헤드와 직렬로 연결된 튜닝 저항을 회전 시키면 동일한 판독 값을 얻을 수 있습니다. 그런 다음 전류계가있는 부하를 출력에 연결하고 션트 증폭기를 교정하십시오. 각각의 3 개의 선형 저항을 회전 시키면 전류계의 3 가지 측정 범위 각각에서 판독 값이 일치합니다. 제 경우에는 50mA, 500mA 및 5A입니다. 다음으로 4 개의 튜닝 저항을 사용하여 필요한 보호 전류를 설정했습니다. 표준 전류계가 이미 보정되어 있고 정확한 전류를 보여주기 때문에이를 수행하는 것은 어렵지 않습니다. 우리는 점차적으로 전압을 높이고 (전류도 상승합니다) 보호가 트리거되는 전류를 봅니다. 그런 다음 각 저항을 회전하여 필요한 4 가지 보호 전류를 설정하고 다이얼 스위치를 사용하여 전환 할 수 있습니다. 이제 라디에이터 온도 센서의 원하는 임계 값 만 설정하면됩니다. 설정이 완료되었습니다.