AC tot +15V, -15V 1A variabele en 5V 1A vaste bank gelijkstroomvoeding - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:14

Een voeding is een elektrisch apparaat dat elektrische stroom levert aan een elektrische belasting. Dit model voeding is voorzien van drie solid-state gelijkstroomvoedingen. De eerste voeding geeft een variabele output van 1,5 tot 15 volt bij maximaal 1 ampère. De tweede geeft een negatieve 1,5 tot -15 volt bij 1 ampère. De derde heeft een vaste 5V bij 1 ampère. Alle leveringen zijn volledig gereguleerd. Een speciaal IC-circuit houdt de uitgangsspanning binnen 0,2 V wanneer u van onbelast naar 1 ampère gaat. De uitgang is volledig beveiligd tegen kortsluiting. Deze voeding is ideaal voor gebruik in schoollaboratoria, servicewinkels of overal waar een nauwkeurige gelijkspanning vereist is.

Stap 1: Hoe werkt een levering?

De voeding bestaat uit twee circuits, de ene is een vaste 5v-uitgang en de andere is 0 tot +15, en -15 variabele voeding, waarbij elke sectie hieronder wordt uitgelegd. Het bestaat uit een vermogenstransformator, een DC-gelijkrichtertrap en de regeltrap.

1. 220V AC verlagen met transformator: aangezien de ingang van de regelaars ergens tussen de 1,5 en 40 volt moet zijn. Dus 220v AC werd afgebouwd met behulp van de transformator. 220v AC van het lichtnet wordt geleverd aan de secundaire spoel van de transformator via een zekering en schakelaar, die deze terugbrengt naar 18 volt. De draaiverhouding van de transformator was 12:1. Bij testen bleek de nullastspanning van de transformator 22 volt te zijn. De transformator heeft twee doelen. Ten eerste reduceert het de 220VAC-ingang tot 17VAC en 9VAC om de juiste spanning in de gelijkrichtertrappen te laten komen. Ten tweede isoleert het de voedingsuitgang van de 220VAC-lijn. Dit voorkomt dat de gebruiker een gevaarlijke spanningsschok krijgt als de gebruiker in een geaarde ruimte staat. Een centrale getapte transformator heeft twee secundaire wikkelingen die 180 graden uit fase zijn.
2. AC naar DC-omzetter: Voor rectificatie van de AC (conversie van AC naar DC), werd een brugconfiguratie van diodes gebruikt die de negatieve cyclus van de AC afsneed en deze omzette in pulserende gelijkstroom. Elke diode werkt alleen wanneer deze in voorwaartse voorspanning staat (wanneer de spanning aan de anode hoger is dan de spanning aan de kathode). Deze DC had een aantal rimpelingen, dus een condensator werd gebruikt om deze relatief af te vlakken voordat deze naar het regelcircuit werd gestuurd.
3. Regelcircuit: Het regelcircuit in de PowerSupply bestaat uit een LM-317 en LM-337 geïntegreerd circuit. De LM317 levert meer dan 1,5 A belastingsstroom met een uitgangsspanning die instelbaar is over een bereik van 1,2 tot 37 V. De LM337-serie zijn instelbare 3-terminal negatieve spanningsregelaars die in staat zijn om meer dan -1,5 A te leveren over een uitgangsspanningsbereik van -1,2 tot -37 V. Ze zijn uitzonderlijk eenvoudig te gebruiken en vereisen slechts twee externe weerstanden om de uitgangsspanning in te stellen. Verder zijn zowel lijn- als belastingsregeling beter dan standaard vaste regelaars. De uitgangsspanning van de LM317/LM377 wordt bepaald door de verhouding van de twee feedbackweerstanden R1 en R2 die een potentiaaldelernetwerk vormen over de uitgangsklem. De spanning over de feedbackweerstand R1 is een constante 1,25V referentiespanning, Vref geproduceerd tussen de “uitgang” en “aanpassing” terminal. Dan stroomt de stroom die door weerstand R1 vloeit ook door weerstand R2 (de zeer kleine aanpassingsklemstroom negerend), waarbij de som van de spanningsdalingen over R1 en R2 gelijk is aan de uitgangsspanning, Vout. Het is duidelijk dat de ingangsspanning, Vin, minimaal 2,5 volt hoger moet zijn dan de vereiste uitgangsspanning om de regelaar van stroom te voorzien.
4. Filter: Uitgang van de LM317/337 werd naar de condensator gevoerd om het pulserende effect uit te filteren. En toen werd het naar de uitgang gestuurd. Opgemerkt moet worden dat de polariteit van de condensator in gedachten moet worden gehouden voordat deze wordt geplaatst.

5v vaste DC-voeding

5v DC werkt volgens hetzelfde principe, maar de regelaar die daarvoor wordt gebruikt is een vaste 7805. Ook de gebruikte transformator was van 220V naar 9V AC.

Stap 2: Schakelschema en benodigde componenten:

Schakelschema en benodigde componenten staan vermeld in de bovenstaande afbeeldingen.

Stap 3: Simulaties en PCB-layout

Proteus-schema en simulaties:

Het schematische circuit werd gesimuleerd om te zien of het circuit correct werkt en ons doel van een ±15V variabele en 5V vaste voeding bereikt. Dat werd geverifieerd door de uitgangsspanning te meten met behulp van een multimeter.

Proteus PCB-lay-out:

Het schematische circuit werd na het testen vervolgens omgezet in de PCB-lay-out. De componenten worden eerst geplaatst en de routering gebeurt via autorouting. De breedte van de voedingsdraad is T80, terwijl de rest van de draad de breedte T70 heeft. De lengte van het bord is 6 bij 8 inch gekozen. Ook werd een 3D-layout gecontroleerd op het verwachte PCB-ontwerp. De lay-out bij voltooiing en testen of de paden elkaar niet kruisen, wordt geëxporteerd als PDF. Alleen de bordrand en de onderste laag zijn geselecteerd om in het PDF-bestand te staan en de rest is niet geselecteerd. Het geeft ons een afdruk van het spoor van de hele PCB.

Stap 4: printen printen

Afdrukken op boterpapier:

Het nummer dat als pdf-bestand werd ontvangen, werd afgedrukt op het boterpapier. De printer die voor dit doel werd gebruikt, was degene met toner in plaats van de vloeibare inkt, omdat deze niet op het boterpapier kan worden overgebracht. Voor dat doel wordt boterpapier zo gesneden dat het overeenkomt met het formaat van een A4-papier zodat het gemakkelijk kan worden afgedrukt en vervolgens wordt het gesneden om op het PCB-formaat te passen.

De afdruk overbrengen van boterpapier naar printplaat:

Het boterpapier wordt bovenop de printplaat geplaatst. Een heet strijkijzer wordt gebruikt om het boterpapier te persen, waardoor het spoor zichzelf op de printplaat kopieert als gevolg van verhitting van de tonerinkt. Daarna worden spoorcorrecties aangebracht met de permanent marker.

etsen:

Door het spoor op de printplaat over te brengen, wordt in de volgende stap het bord ondergedompeld in een container gevuld met ijzerchloride die in de oven is geplaatst, wat resulteert in de verwijdering van koper over de hele printplaat behalve het spoor dat werd afgedrukt, wat resulteert in een plastic vel met koper alleen aanwezig op de baan.

Boren:

Na voorbereiding van de PCB worden de gaten geboord met behulp van een PCB-boor door deze in het midden te houden om de boor op 90 graden ten opzichte van de PCB te houden en geen extra druk uit te oefenen, anders breekt de boor. De gaten voor transistors, connectoren, regelaars Diodes zijn groter gemaakt dan die van gewone weerstanden, condensatoren enz.

Reinigen met Verdunner/Benzine:

De printplaat wordt gewassen met een paar druppels verdunner of benzine, afhankelijk van de beschikbaarheid, zodat de inkt van de baan wordt verwijderd en het onderdeel op de print perfect wordt gesoldeerd. PCB is klaar om te worden gesoldeerd met componenten.

Solderen van componenten:

De componenten worden vervolgens volgens de Proteus PCB-layout op de printplaat gesoldeerd. De componenten worden voorzichtig gesoldeerd door de sporen of punten niet kort te sluiten. Er wordt rekening gehouden met polariteiten van componenten zoals condensatoren/transistoren. Koellichamen worden met de regelaars bevestigd met behulp van de pasta voor een betere geleiding en gesoldeerd met de PCB. evenzo

Testen:

Nog een laatste keer wordt PCB kort getest terwijl de componenten op het bord worden gesoldeerd. Daarna werd PCB ingeschakeld en werd de output genoteerd die overeenkwam met de gewenste output. PCB is klaar om in de behuizing te worden geplaatst.

Stap 5: Voorbereiding behuizing

Een premade omkasting met basisindeling werd op de markt gekocht en aangepast aan de gewenste behoefte. Het werd geleverd met twee gaten voor twee bindingsposten, dus extra 4 gaten voor bindingspost en 2 voor potentiometers werden in de behuizing geboord. Er werd ook een vrouwelijke 3-pins aansluiting geplaatst voor eenvoudige aansluiting van de AC-voedingskabel. Ook is er buiten een schakelaar geplaatst om de voeding AAN of UIT te zetten. Daarnaast is er een VOLTMETER in de voeding geïnstalleerd voor gemakkelijke leesbaarheid/selectie voor de gebruiker.

Stap 6: Het aanbod instellen

Transformatoren en circuit werden in de behuizing geplaatst met behulp van een houten / isolatieplaat om kortsluiting met de behuizing te voorkomen. Bouten en kabelbinders werden gebruikt om de componenten bij elkaar te houden. Op de behuizing werden bindpalen, potentiometers voor zekeringhouders en een knop gemonteerd. Verbindingsdraad werd gebruikt om verbinding te maken en werd gesoldeerd om de verbinding te beveiligen. krimpfolie werd gebruikt om de verbindingen te beveiligen en om kortsluiting te voorkomen. Levering is getest.

Stap 7: Laadregeling

De belasting was verbonden met de voedingsuitgang en de uitgangsspanningsval was te wijten aan de daling over de weerstanden van de draden / pcb-sporen / verbindingspunten. Om hieraan tegemoet te komen, werden de waarden van de weerstanden over de LM317/LM337 gewijzigd om een laadspanning van 15 volt te leveren. Omdat de spanning die aan de uitgang stond, open circuitspanning was.

Stap 8: Laatste testen/waarnemingen

Voltmeter die in de voeding werd gebruikt, werkte alleen voor de spanningsniveaus boven 7v (andere niet beschikbaar in de markt). Dus door een betere voltmeter te gebruiken, konden ook lagere spanningswaarden worden gemeten. Bij voorkeur met behulp van een bidirectionele analoge voltmeter en met behulp van een schakelaar om de te meten waarde te wijzigen (+ve voedingsspanning of -ve voedingsspanning), zou het praktischer kunnen worden gemaakt.

Al met al was het een interessant project. Er werd veel geleerd doordat ik vertrouwd raakte met de fabricage van PCB's, problemen bij het maken van een voeding en variabele spanningsregelaars.

Bezoek ook https://easyeeprojects.blogspot.com/ voor aankomende projecten.:)