DIY analog variabel benkstrømforsyning m/ presisjonsstrømbegrensning: 8 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:24

I dette prosjektet vil jeg vise deg hvordan du bruker berømte LM317T med en strømforsterker for strømforsterker, og hvordan du bruker Linear Technology LT6106 nåværende sansforsterker for presisjonsstrømbegrensning. Denne kretsen kan tillate deg å bruke opptil mer enn 5A, men denne gangen den brukes til bare 2A lett belastning fordi jeg velger en 24V 2A relativt liten transformator og et lite kabinett. Og jeg foretrekker utgangsspenning fra 0,0V, så legger jeg til noen dioder i serien for å avbryte LM317 minimum utgangsspenning 1,25V. denne spesifikasjonen lar deg også kortslutningsbeskyttelse. Disse kretsene kombineres for å lage en analog variabel benkstrømforsyning som genererer 0,0V-28V og 0,0A-2A med presisjonsstrømbegrensning. Regulerings- og støygulvytelsen er ganske bra i sammenligning med likestrøm-DC-omformer-baserte strømforsyninger. Derfor er denne modellen bedre å bruke spesielt for analoge lydprogrammer. La oss komme i gang !

Trinn 1: Skjematisk og deleliste

Jeg vil gjerne vise deg hele skjematikken over dette prosjektet.

Jeg hadde delt hullskjemaet i tre deler for enkel forklaring. ① AC -inngangsseksjon 、 ② Midtseksjon (DC -styrekretser) 、 ③ Utgangsseksjon.

Jeg vil fortsette å forklare delelisten for hver seksjon.

Trinn 2: Forberedelse til å bore saken og bore

Vi bør samle de utvendige delene og bore saken (kabinettet) først.

Saksdesignen til dette prosjektet ble gjort med Adobe illustrator.

Når det gjelder plassering av deler, gjorde jeg mye prøving og feiling med å vurdere og bestemme som et første bilde viser.

Men jeg elsker dette øyeblikket fordi jeg kan drømme hva skal jeg lage? eller hvilken er bedre?

Det er som en ventende god bølge. Det er virkelig verdifull tid i det hele tatt! lol.

Uansett, jeg vil også legge ved en.ai -fil og.pdf -fil.

For å forberede boringen på etuiet, skriv ut designet på selvklebende papir i A4 -størrelse og fest det til etuiet.

Det vil være merker når du borer saken, og det vil være den kosmetiske designen for skapet.

Hvis papiret ble skittent, må du fjerne det og lime det på igjen.

Hvis du forberedte deg på saksboring, kan du starte boringen av saken i henhold til sentermerkene på saken.

Jeg anbefaler deg på det sterkeste å beskrive størrelsen på hullene på det limte papiret som 8Φ, 6Φ slik.

Bruke verktøy er en elektrisk drill, drill bits, step drill bits, and a hand nibbler tool or dremel tool.

Vær forsiktig og ta deg tid til å unngå ulykker.

Sikkerhet

Vernebriller og hansker er nødvendig.

Trinn 3: ① AC -inngangsseksjon

Etter at vi har fullført saken med boring og etterbehandling, la oss begynne å lage de elektriske brettene og ledningene.

Her er listen over deler. Beklager for noen lenker er for japansk selger.

Jeg håper du kan få lignende deler fra dine nærliggende selgere.

1. Brukte deler av ① AC -inngangsseksjonen

Selger: Marutsu parts- 1 x RC-3:

Pris: ￥ 1, 330 (ca. USD 12)

- 1 x 24V 2A vekselstrømstransformator [HT-242]:

Pris: ￥ 2, 790 (ca. USD 26) hvis du liker 220V inngang, velg [2H-242] ￥ 2, 880

- 1 x AC -kode med en plugg:

Pris: ￥ 180 (ca. 1,5 USD)

-1 x AC-sikringsboks 【F-4000-B】 Sato-deler: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/15361/Pris:￥180 (ca. 1,5 USD)

- 1 x vekselstrømbryter (stor) NKK 【M-2022L/B】: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/15771/Pris: ￥ 380 (ca. 3,5 dollar)

- 1 x 12V/24V bryter (liten) Miyama 【M5550K https: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/112704/Pris: ￥ 181 (ca. USD 1,7)

- 1 x Bridge rectifire diode (large) 400V 15A 【GBJ1504-BP】: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/12699673/Pris: ￥ 318 (ca. US $ 3.0)

- 1 x Bridge-likeretterdiode (liten) 400V 4A, GBU4G-BP】: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/12703750/Pris: ￥ 210 (ca. USD 2,0)

- 1 x Stor kondensator 2200uf 50V 【ESMH500VSN222MP25S https: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/52022/ Pris: ￥ 440 (ca. US $ 4,0)

-1 x 4p forsinket terminal 【L-590-4P】: https://www.marutsu.co.jp/pc/i/17474/Pris: ￥ 80 (ca. 0,7 USD)

Beklager den upraktiske lenken til det japanske nettstedet. Søk i selgeren som håndterer lignende deler med henvisning til disse linkene.

Trinn 4: ② Midtseksjon (DC -kontrollkrets)

Herfra er det kontrolldelen av DC -spenningen til hovedstrømforsyningen.

Driften av denne delen vil bli forklart senere også basert på simuleringsresultater.

I utgangspunktet bruker jeg den klassiske LM317T med en stor effekttransistor for stor strømutgangsevne til 3A likt.

Og for å avbryte 1.25V LM317T minimum utgangsspenning, la jeg til D8 -diode for Vf til Q2 Vbe.

Jeg antar at Vf av D8 er ca. 0,6V og Q2 Vbe også ca. 0,65V så er totalen 1,25V.

(Men denne spenningen er avhengig av If og Ibe, så det er nødvendig å være forsiktig for å bruke denne metoden)

Delen rundt Q3 omgitt av stiplet linje er ikke montert. (valgfritt for fremtidig termisk nedstengningsfunksjon.)

Brukte deler er som nedenfor, 0．1Ω 2W Akizuki Densho

kjøleribbe 【34H115L70】 Multsu Parts

Likeretterdiode (100V 1A) IN4001 ebay

LM317T Spenningskontroll IC Akizuki Denshi

General Purose NPN Tr 2SC1815 Akizuki Denshi

U2 LT6106 Current Sense IC Akizuki Denshi

Pitch convert PCB for LT6106 (SOT23) Akizuki Denshi

U3 Comparator IC NJM2903 Akizuki Denshi

POT 10kΩ 、 500Ω 、 ５KΩ Akizuki Denshi

Trinn 5: ③ Utdataseksjon

Den siste delen er Output Section.

Jeg liker retro analoge målere, så adopterte jeg analog måler.

Og jeg tok i bruk en Poly Switch (sikring som kan resettes) for utgangsbeskyttelse.

Brukte deler er som nedenfor, Sikring som kan tilbakestilles 2.5Ａ REUF25 Akizuki Denshi

2.2KΩ 2W bleeder registor Akizuki Denshi

32V analog voltmeter (panelmåler) Akizuki Denshi

3A Analog voltmeter (panelmåler) Akizuki Denshi

Utgangsterminal MB-126G Rød og svart Akizuki Denshi

Universal brødbrett 210 x 155 mm Akizuki Denshi

Terminal for brødbrett (som du vil) Akizuki

Trinn 6: Fullfør montering og testing

Så langt tror jeg at hovedstyret ditt også ble fullført.

Vennligst fortsett med ledninger til deler festet til saken som belter, målere, terminaler.

Hvis du er ferdig med å lage prosjektet.

Det siste trinnet er å teste prosjektet.

Denne analoge strømforsyningens grunnleggende spesifikasjoner er

1, 0 ～ 30V utgangsspenning grov justering og finjustering.

2, 0 ～ 2.0A utgangsstrøm med begrensning (jeg anbefaler å bruke under transformator spesifikasjoner)

3, bryter for utgangsspenning på bakpanelet for å redusere miljøtapet

(0 ～ 12V, 12 ～ 30V)

Grunnleggende testing

Tester kretsarbeidet.

Jeg brukte en 5W 10Ω resister som en dummy -last som vist på bildet.

Når du setter 5V, gir den 0,5A. 10V 1A, 20V 2.0A.

Og når du justerer nåværende grense til ditt favorittnivå, fungerer nåværende begrensning.

I dette tilfellet blir utgangsspenningen lavere i henhold til justeringsutgangsstrømmen.

Test av oscilloskopbølgeform

Jeg vil også vise deg oscilloskopbølgeformer.

Den første bølgeformen er bølgeform for spenningsøkning når du slår på strømmen til enheten.

CH1 (blå) er like etter likeretter og 2200uF kondensator ca. 35V 5V/div).

CH2 (Himmelblå) er enhetens utgangsspenning (2V/div). Den er justert til 12V og redusert inngangsrippel.

Den andre bølgeformen er forstørret bølgeform.

CH1 og CH2 er nå 100mV/div. CH2 -ring blir ikke observert på grunn av at LM317 IC -tilbakemeldinger fungerer som de skal.

Neste trinn, jeg vil teste ved 11V med 500mA strømbelastning (22Ω 5W). Husker du Ohms lave I = R / E?

Da blir inngangsspenningen for CH1 større til 350mVp-p, men ingen ringning ble observert på utgangsspenningen CH2 også.

Jeg vil sammenligne med en DC-DC bakre regulator med samme 500mA belastning.

Stor 200mA koblingsstøy observeres på CH2 -utgang.

Som du kan se, Generelt sett er den analoge strømforsyningen egnet for lydløs applikasjon.

Hva med det?

Hvis du har ytterligere spørsmål, kan du gjerne spørre meg.

Trinn 7: Vedlegg 1: Kretsoperasjonsdetaljer og simuleringsresultater

Wow, så mange lesere over 1k ble besøkt i mitt første innlegg.

Jeg er ganske enkelt gradert for å se de mange visningstellerne.

Vel, jeg vil tilbake til emnet mitt.

Inndataseksjon Simuleringsresultater

Jeg har brukt LT Spice -simulator for å verifisere kretsdesignet.

Når det gjelder hvordan du installerer eller bruker LT Spice, vennligst google det.

Det er gratis og god analog simulator å lære.

Den første skjemaet er en forenklet for LT Spice -simulering, og jeg vil også legge ved.asc -fil.

Den andre skjematikken er for inngangssimulering.

Jeg definerte en spenningskilde DC -forskyvning 0, amplitude 36V, frekvens 60Hz og inngangsmotstand 5ohm som komparative spesifikasjoner for transformatoren. Som du vet, vises transformatorens utgangsspenning i rms, da bør 24Vrms -utgangen være 36Vpeak.

Den første bølgeformen er spenningskilde + (grønn) og bro -likeretter + m/ 2200uF (blå). Den vil gå til rundt 36V.

LT Spice kunne ikke bruke variabelt potensiometer, jeg vil gjerne sette fast verdi til denne kretsen.

Utgangsspenning 12V strømgrense 1A sånn. Jeg vil fortsette til neste trinn.

Spenningskontrollseksjon ved bruk av LT317T

Den neste figuren viser LT317 -drift, i utgangspunktet fungerer LT317 som såkalt shuntregulator, det betyr at utgangsspenningspinnen til Adj. pin er alltid 1,25V referansespenning uansett inngangsspenning.

Det betyr også at en viss strøm bløder i R1 og R2. Den nåværende LM317 adj. pin til R2 finnes også, men for liten som 100uA så kan vi neglisjere den.

Inntil så langt kan du tydelig forstå at nåværende I1 som bløder i R1 alltid er konstant.

Så kunne vi laget formelen R1: R2 = Vref (1.25V): V2. Jeg velger 220Ω til R1, og 2,2K til R2, Deretter transformeres formelen V2 = 1,25V x 2,2k / 220 = 12,5V. Vær oppmerksom på at ekte utgangsspenning er V1 og V2.

Deretter vises 13,75V på LM317 -utgangspinnen og GND. Og også klar over når R2 er null, 1,25V utgang

forbli.

Deretter brukte jeg en enkel løsning, jeg bruker bare utgangstransisitoren Vbe og dioden Vf for å avbryte 1,25V.

Generelt sett er Vbe og Vf rundt 0,6 til 0,7V. Men du må også være oppmerksom på Ic - Vbe og If - Vf -karaktører.

Det viser at en viss bløderstrøm er nødvendig når du bruker denne metoden for å avbryte 1,25V.

Derfor legger jeg til et bleederregister R13 2.2K 2W. Det blør ca. 5mA når 12V utgang.

Inntil så langt er jeg litt sliten for å forklare. Jeg trenger lunsj og lunsjøl. (Lol)

Deretter vil jeg gradvis fortsette til neste uke. Så beklager ulempen.

Neste trinn vil jeg forklare hvordan nåværende begrensning fungerer nøyaktig ved å bruke LT Spice load parameter trinnsimulering.

Strømbegrensningsseksjon ved bruk av LT6106

Vennligst besøk Linear Technology Site og se databladet for LT6106 -applikasjonen.

www.linear.com/product/LT6106

Jeg vil vise tegningen for å forklare Typisk applikasjon som beskriver AV = 10 for 5A eksempel.

Det er et 0,02 ohm nåværende registreringsregister og den registrerte utgangen fra utpinnen er nå 200mV/A

utpinnen ville stige til 1V ved 5A, ikke sant?

La oss tenke på søknaden min med dette typiske eksemplet i tankene.

Denne gangen vil vi bruke strømgrensen under 2A, da er 0,1 ohm egnet.

I dette tilfellet stiger pin 2V ved 2A? Det betyr at følsomheten nå er 1000mV/A.

Etter det må vi bare slå på / av LM317 ADJ -pinnen med den generiske komparatoren

som NJM2903 LM393 eller LT1017 og generisk NPN -transistor som 2SC1815 eller BC337?

som kuttet av med den detekterte spenningen som terskel.

Inntil så langt er kretsforklaringen over, og la oss starte med komplette kretssimuleringer!

Trinn 8: Vedlegg 2: Simulering av kretsstrinn og simuleringsresultater

Jeg vil gjerne forklare såkalt trinnsimulering.

Vanlig enkel simulering simulerer bare en betingelse, men med trinnsimulering kan vi endre forhold kontinuerlig.

For eksempel er trinnsimuleringsdefinisjon for lastregister R13 vist neste bilde og nedenfor.

.steg param Rf liste 1k 100 24 12 6 3

Det betyr at R13 -verdien vist som {Rf} varierer fra 1K ohm, (100, 24, 12, 6) til 3 ohm.

Som åpenbart forstått, når 1K ohm strøm trukket til last R er ①12mA

(fordi utgangsspenningen nå er satt til 12V).

og ②120mA ved 100 ohm, ③1A ved 12 ohm, ④2A ved 6 ohm, ⑤4A ved 3 ohm.

Men du kan se at terskelspenningen er satt til 1V ved R3 8k og R7 2k (og spenningen for komparatoren er 5V).

Fra tilstanden ③ skal nåværende begrensningskrets fungere. Den neste tegningen er simuleringsresultat.

Hva med det til så langt?

Det kan være litt vanskelig å forstå. fordi simuleringsresultatet kan være vanskelig å lese.

Grønne linjer viser utgangsspenning og blå linjer viser utgangsstrøm.

Du kan se at spenningen er relativt stabil til 12 ohm 1A, men fra 6 ohm 2A reduseres spenningen til 6V for å begrense strømmen til 1A.

Du kan også se at DC -utgangsspenningen fra 12mA til 1A faller litt.

Det er nesten forårsaket av Vbe og Vf un-linealitet som jeg forklarte i tidligere seksjon.

Jeg vil legge til neste simulering.

Hvis du utelater D7 på simuleringsskjema som vedlagt, vil utgangsspenningsresultatene være relativt stabile.

(men utgangsspenningen blir selvfølgelig høyere enn tidligere.)

Men det er en slags bytte av ting, for jeg vil kontrollere dette prosjektet fra 0V, selv om stabiliteten er litt borte.

Hvis du begynner å bruke analog simulering som LT Spice, er det enkelt å sjekke og prøve din analoge kretsidee.

Ummm, til slutt virker det som om jeg har fullført forklaringen til slutt.

Jeg trenger et par øl til helgen (lol)

Hvis du har spørsmål om dette prosjektet, kan du gjerne spørre meg.

Og jeg håper at dere alle ville glede dere over et godt DIY -liv med artikkelen min!

Hilsen,