Alimentatore da laboratorio - un dispositivo essenziale in un'officina amatoriale, nella pratica elettrica. L'autore non conduce lavori regolari con elettronica sottile e delicata, ma a volte è necessario. E quando il dispositivo è pronto, inizia la ricerca di CREN e LM adeguati (rete di villaggi "a piedi"). Di recente, si deve anche occuparsi regolarmente delle strisce LED (retroilluminazione integrata). La striscia LED in tali lampade viene spesso utilizzata in modo piuttosto bizzarro e, a causa di questo tipo di lavori di installazione, è stato danneggiato più di un normale alimentatore a commutazione. In breve, la necessità è maturata.
Termini di riferimento
L'alimentazione è stata vista come lineare (trasformatore a bassa frequenza) come più tenace, semplice e mantenibile. Il peso e le dimensioni di un apparecchio fisso non sono molto importanti. L'alimentazione deve essere regolabile, fornire una tensione stabilizzata costante fino a, diciamo +20 V, con una corrente di carico fino a diversi ampere. L'alimentazione deve essere certamente dotata di protezione da cortocircuito ed è anche auspicabile una protezione regolabile contro la corrente di sovraccarico. L'alimentatore può essere un canale, unipolare.
È molto bello avere "a bordo" un set di strumenti di misurazione: un voltmetro-amperometro. Ciò aumenta notevolmente la praticità nel lavoro, consentirà alcuni altri lavori e misurazioni, libera lo spazio di lavoro sul tavolo da dispositivi e fili esterni non necessari.
La fabbricazione di apparecchi di illuminazione di design implica la probabilità della loro vendita, anche ai paesi le cui reti elettriche. Fortunatamente, gli alimentatori a impulsi hanno un intervallo di tensione di ingresso che copre tutti i valori probabili - ~ 100 ... 240 V. Resta solo da fornire all'adattatore di rete un adattatore adatto. La tensione di rete vicino a 240 volt non è rara nella nostra rete (su una delle fasi). Il valore più basso dell'intervallo non è da nessuna parte. È altamente desiderabile controllare il funzionamento dell'alimentatore a bassa tensione, data la qualità della maggior parte degli alimentatori di fabbricazione cinese che ci arrivano. Il trasformatore di potenza TS-180-2 utilizzato nell'unità di alimentazione di laboratorio ha avvolgimenti di rete su due bobine (divise in due parti uguali). Ciò ha reso molto facile ottenere la tensione desiderata di ~ 110 V.
Cosa era necessario per il lavoro
Un set di strumenti per l'installazione elettrica, un multimetro, un saldatore con accessori, un set di strumenti per la lavorazione dei metalli.
Oltre agli elementi radio, entrarono in affari un caso di un vecchio PC-shnik, un pezzo di plexiglass, un po 'di acciaio per coperture, PCB spessi e alluminio. Pasta KPT-8, elementi di fissaggio, filo di montaggio e filo di rame, termotubo, cinturini in nylon, materiali per verniciatura.
ingegneria
Si è deciso di assemblare l'alimentatore sulla base di un microchip specializzato dello stabilizzatore regolabile KR142EN12 (LM317). Ciò ha permesso di ottenere parametri abbastanza decenti con un circuito del dispositivo molto semplice.
Il circuito ha le seguenti caratteristiche: avvolgimento secondario commutabile (interruttore SA2) del trasformatore TV1 per ridurre il riscaldamento dell'elemento di regolazione dello stabilizzatore. L'amplificazione del transistor remoto DA1 chip transistor VT1. Regolatore di corrente di azionamento protezione microcircuito sugli elementi R5 ... R9, SA3.
Trasformatore di rete - TS180-2 con avvolgimenti secondari riavvolti. Oltre agli avvolgimenti secondari di potenza, sono stati avvolti due avvolgimenti di corrente relativamente bassa per stabilizzatori di potenza bipolari di strumenti di misura. Le bobine del trasformatore sono verniciate, che ha permesso di ridurre al minimo il rumore acustico (ronzio) e ci ha permesso di sperare in un lavoro a lungo termine con il vecchio filo di avvolgimento.
L'alimentatore utilizza strumenti di misura fatti in casa: un voltmetro digitale e un amperometro sul microcircuito KR572PV2 (ICL7107) [3]. Indicatori a sette segmenti, per comodità di riconoscimento rapido, di dimensioni e colori diversi. I circuiti dello strumento richiedono alimentazione bipolare +5 V, -5 V. Ogni dispositivo richiede un proprio alimentatore, l'alimentazione dell'amperometro deve essere completamente isolata dal circuito principale.
I contatti degli interruttori SA2, SA3 devono passare corrente fino a 3A. Come questi interruttori, sono stati utilizzati PGC per biscotti [2] con pannelli in ceramica. La corrente consentita attraverso il gruppo di contatti è 3 A. Per aumentare l'affidabilità dell'alimentazione, i contatti dei gruppi di lavoro sincroni sono collegati in parallelo.
L'alimentatore è assemblato in una vecchia custodia di ferro dall'unità di sistema del PC sul processore 80286. È inoltre privo di radiatori e ventole di soffiaggio. La cassa è di piccole dimensioni, realizzata in acciaio di notevole spessore. È un telaio scatolato saldato e una copertura a forma di U. Una smerigliatrice angolare piccola è stata in grado di tagliare scomparti specializzati interni, la base metallica per l'installazione della scheda madre è stata saldata in posizione da un bruciatore a gas. Ciò ha aumentato la rigidità della struttura.
Il radiatore principale per l'installazione degli elementi di regolazione è stato realizzato indipendentemente da uno spesso foglio di alluminio con sezioni rivettate dello stesso angolo. Fissati con rivetti ciechi in alluminio, i giunti sono stati lubrificati con pasta termoconduttiva KTP-8.
Il pannello normale del case, il futuro nel design frontale, si è rivelato avere aperture e fori di ventilazione, abbiamo dovuto creare un pannello falso. Etichette esplicative, bilance, ecc. disegnato in AutoCAD e stampato con qualità fotografica su carta spessa speciale. I fori e le aperture sono scolpiti con un bisturi. Il pannello frontale è coperto da un pannello trasparente di vetro organico. Il pannello è tagliato con un seghetto per metallo, i fori interni sono segati con un seghetto per legno e quelli piccoli sono praticati. I pannelli non hanno elementi di fissaggio speciali, tutto è tenuto da elementi di fissaggio regolari di elementi di installazione.
I fori interni e le aperture nel pannello in acciaio per coperture da 0,5 mm sono stati segati con un seghetto alternativo, in un trapano standard o in un piccolo disco abrasivo con una smerigliatrice angolare piccola. I fori sono praticati e annoiati con un file rotondo.
Terminali di uscita - il terminale negativo è avvitato direttamente alla custodia di metallo, dall'interno viene saldato un pezzo di filo stagnato spesso a cui vengono ridotte tutte le estremità di "terra". Il terminale positivo è allungato e isolato: un pezzo della vite M4 è saldato ad esso e viene realizzato un isolante in textolite.
Parti dell'isolante vengono segate dalla piastra con un seghetto alternativo su legno e accese una perforatrice.
Dopo aver montato il pannello frontale, ho installato i controlli principali per il dispositivo. Ho installato strumenti di misura su rack improvvisati da lunghe viti M3.Un ampio nastro protettivo è stato usato come filtro per mascherare segmenti di indicatori inattivi.
I LED (non ancora utilizzati - il pannello frontale è utilizzato da un precedente design incompiuto) sono saldamente installati nei fori. Sono trattenuti da uno spesso filo stagnato, posato tra i terminali isolati a termotubo dei LED e saldato a un pannello di metallo. L'obiettivo alle estremità dei LED è incorniciato da un file a filo con un pannello trasparente.
Il collegamento in parallelo dei gruppi di contatti degli interruttori del disco rigido è realizzato con un filo stagnato spesso. Prima dell'installazione, gli interruttori vengono configurati spostando il limitatore. Sui petali dell'interruttore SA3 sono montate le resistenze R5 ... R8. Il mio passaggio si è rivelato essere con due gruppi di cinque contatti. I contatti a commutazione sincrona erano collegati in parallelo, simile a SA2, il quinto contatto viene utilizzato per un altro intervallo di 10 mA. In questo caso, l'intervallo 4 è fisso (resistenza variabile R9 rimossa) a 100 mA. I valori dei resistori di impostazione corrente e la loro potenza possono essere calcolati dalle formule fornite in [1].
Un trasformatore e un blocco di condensatori di ossido C5 (2x10 000x50 V) sono installati su una base metallica. Il cavo di alimentazione è temporaneamente collegato ai petali del trasformatore, i cavi di alimentazione dell'avvolgimento secondario sono saldati a SA2 e viene collegato un raddrizzatore. Per inclusione del processo ero convinto dell'operabilità di questa parte del circuito.
Un microcircuito (opzionale), un ponte a diodi e un transistor di controllo esterno (2xTIP147) sono installati su un radiatore di raffreddamento fatto in casa. Sostituire un potente dispositivo a semiconduttore con alcuni meno potenti è vantaggioso dal punto di vista del raffreddamento: distribuiamo uniformemente fonti di calore sul radiatore.
Le resistenze di allineamento di corrente da 0,25 ohm sono costituite da pezzi (circa 10 cm) di filo d'acciaio (da un tubo di plastica rigato per il cablaggio). Il filo viene ricotto nella fiamma di un bruciatore a gas, le sue estremità vengono spelate e stagnate con cloruro di zinco (acido di saldatura). I luoghi di saldatura vengono accuratamente lavati con acqua, quindi il filo del resistore viene saldato con colofonia.
Sui cavi rigidi degli elementi di montaggio, sono montati diversi piccoli elementi con cavi sottili. Dopo aver verificato l'operatività, la parte del circuito posizionata sul radiatore viene installata nella custodia e collegata con fili corti di una sezione significativa (se necessario). Health Check.
L'inclusione di strumenti di misura. Come già accennato, per il suo funzionamento il microcircuito KR572PV2 specializzato (ICL7107) richiede una tensione bipolare di +5 V, -5 V. Inoltre, il circuito di misurazione dell'amperometro è costruito in modo tale [3] che il suo alimentatore deve essere completamente isolato dagli altri circuiti. La consapevolezza di questo fatto valeva diverse tracce stampate bruciate e un LSI bruciato. Bene, le buone lezioni sono sempre costose. Il trasformatore aveva solo due avvolgimenti identici per +5 V e -5 V (sono state ipotizzate tensioni comuni per entrambi i contatori). È stato possibile uscire dalla situazione applicando un circuito diverso per l'accensione dei raddrizzatori e l'assemblaggio di un altro alimentatore simile. In questo caso, sono stati ottenuti due alimentatori galvanicamente isolati.
Due fonti indipendenti sono assemblate su schede separate e fissate alle flange standard dei microcircuiti (custodia TO-220). La corrente consumata dal dispositivo di misurazione è piccola, quindi i microcircuiti stabilizzatori sono utilizzati in un design in plastica, il che ha permesso di montarli senza guarnizioni isolanti. L'unico 7805 con una flangia metallica (pin GND del microcircuito) nel voltmetro PSU è installato anche senza una guarnizione isolante, ciò è consentito dal circuito.
Sulla flangia terminale del trasformatore di rete è installata una scheda metallica con misuratori di potenza. Vengono effettuate le connessioni, viene verificata l'operatività. Mediante resistori di sintonia multigiro sulle schede del misuratore [3], i valori visualizzati dei dispositivi vengono adattati alle letture di un multimetro esterno.
Infine, è stato realizzato un pannello per una presa da ~ 110 V, la presa stessa è stata installata e la sua connessione è stata effettuata. La connessione, poiché ha una connessione galvanica con la rete, è ulteriormente isolata dalla custodia metallica con un tubo di PVC spesso, un cavo relativamente morbido è fissato in diversi punti con cinghie di nylon e le saldature sono isolate con un tubo di calore.
Il cavo di alimentazione temporaneo è stato sostituito da un cablaggio permanente attraverso l'interruttore a levetta e il portafusibili. Cablaggi e fili vengono posati allo stesso modo: isolamento aggiuntivo da un telaio metallico, fissaggio meccanico, isolamento dei punti di saldatura.
I lati del telaio dello strumento sono coperti con pannelli tagliati da coperture in acciaio zincato e montati su rivetti ciechi. Il coperchio superiore è tagliato dal coperchio a forma di U standard dell'unità di sistema. Matrici di fori per il raffreddamento sono state praticate nella copertura sopra il radiatore e il blocco di resistori di resistenza R5 ... R8, la vernice danneggiata è stata ripristinata.
Sul pannello in plexiglass attorno all'impugnatura per la commutazione dei limiti di limite di corrente (SA3), l'incisore ha effettuato cinque scansioni e indicato i limiti - 10 mA; 100 mA 0,3 A; 1 A; 3 A. Rientri incisi riempiti con vernice scura.
Conclusioni, lavoro sui bug
Lo schema originale ha subito diverse modifiche e semplificazioni, tutte funzionali e per qualche tempo il funzionamento ha dimostrato che sono abbastanza convenienti. Ad esempio, sbarazzarsi dei resistori R3, R9. L'introduzione di un altro limite di 10 mA ha reso molto conveniente controllare le prestazioni dei LED e misurare la tensione di stabilizzazione dei diodi zener (inclusione inversa!).
Durante l'installazione, alcuni punti sono sfuggiti all'attenzione: i condensatori bypassano i diodi del ponte raddrizzatore e il fusibile FU2 non sono stati installati. I condensatori neutralizzano le interferenze dalla commutazione dei diodi a bassa frequenza, un fusibile aiuterà a salvare il trasformatore in caso di incidente. Questa sarà la prossima revisione. Allo stesso tempo, vale la pena usare almeno uno dei LED - per indicare loro il fusibile bruciato.
letteratura
1. Rivista RADIOhobby n. 5, 1999
2. PGC, interruttori PGG, lista di controllo.
3. Voltmetro, amperometro su K572PV2 (ICL7107).
Babay Mazay, giugno 2019