CA a + 15V, -15V 1A variable i 5V 1A Banc fix d'alimentació CC: 8 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:11

Una font d’alimentació és un dispositiu elèctric que subministra energia elèctrica a una càrrega elèctrica. Aquest model d'alimentació inclou tres fonts d'alimentació de corrent continu d'estat sòlid. El primer subministrament proporciona una sortida variable positiva d’1,5 a 15 volts fins a 1 amper. El segon dóna un negatiu d’1,5 a -15 volts a 1 amper. El tercer té un fix de 5 V a 1 amper. Tots els subministraments estan totalment regulats. Un circuit IC especial manté la tensió de sortida a 0,2 V quan es passa de cap càrrega a 1 amper. La sortida està totalment protegida dels curtcircuits. Aquest subministrament és ideal per utilitzar-lo en laboratoris escolars, tallers de serveis o en qualsevol lloc que requereixi una tensió CC precisa.

Pas 1: Com funciona un subministrament?

El subministrament consta de dos circuits, un de sortida fixa de 5 V i un altre de 0 a + 15 i un subministrament variable de -15 amb cada secció que s'explica a continuació. Consisteix en un transformador de potència, una etapa rectificadora de CC i l’etapa reguladora.

1. Reducció de la tensió de 220 V CA mitjançant el transformador: ja que se suposa que l'entrada dels reguladors és d'entre 1,5 i 40 volts. Així doncs, es va reduir la tensió de 220 V mitjançant el transformador. El subministrament de corrent altern de 220v a la bobina secundària del transformador es realitza mitjançant un fusible i un interruptor, que baixa fins a 18 volts. La relació de gir del transformador va ser de 12: 1. Quan es va provar, el voltatge del circuit obert del transformador va resultar ser de 22 volts. El transformador té dos propòsits. En primer lloc, redueix l’entrada de 220VAC a 17VAC i 9VAC per permetre que la tensió adequada entri a les etapes del rectificador. En segon lloc, aïlla la font d'alimentació de la línia 220VAC. D’aquesta manera s’evita que l’usuari es produeixi una descàrrega de tensió perillosa en cas que l’usuari estigui dret en una zona a terra. Un transformador taped central té dos bobinatges secundaris que estan desfasats a 180 graus.
2. Convertidor de CA a CC: per a la rectificació de la CA (conversió de CA a CC), es va utilitzar la configuració de pont dels díodes que van tallar el cicle negatiu de la CA i el van convertir a CC pulsant. Cada díode només funciona quan es troba en un estat de biaix cap endavant (quan la tensió a l’ànode és superior a la tensió al càtode). Aquest CC tenia algunes ondulacions implicades, de manera que es va utilitzar un condensador per suavitzar-lo relativament abans d’enviar-lo al circuit de regulació.
3. Circuit regulador: el circuit regulador del PowerSupply consisteix en un circuit integrat LM-317 i LM-337. El LM317 subministra més d’1,5 A de corrent de càrrega amb una tensió de sortida ajustable en un rang d’1,2 a 37 V. Les sèries LM337 són reguladors de tensió negatius de 3 terminals ajustables capaços de subministrar en excés -1,5 A en un rang de tensió de sortida de -1,2 a -37 V. Són excepcionalment fàcils d’utilitzar i requereixen només dues resistències externes per configurar el voltatge de sortida. A més, tant la regulació de línia com la de càrrega són millors que els reguladors fixos estàndard. La tensió de sortida del LM317 / LM377 es determina per la relació de les dues resistències de retroalimentació R1 i R2 que formen una xarxa divisòria de potencial a través del terminal de sortida. Terminal de "sortida" i "ajust". Llavors, tot el corrent que flueix a través de la resistència R1 també flueix a través de la resistència R2 (ignorant el corrent de terminal d’ajust molt reduït), sent la suma de les caigudes de tensió a través de R1 i R2 igual a la tensió de sortida, Vout. Viouslybviament, la tensió d’entrada, Vin ha de ser com a mínim 2,5 volts superior a la tensió de sortida requerida per alimentar el regulador.
4. Filtre: la sortida del LM317 / 337 es va alimentar al condensador per filtrar l’efecte de pulsació. I després es va enviar a la sortida. Cal tenir en compte que s’ha de tenir en compte la polaritat del condensador abans de col·locar-lo.

Subministrament de corrent continu de 5v

5V CC funciona amb el mateix principi, però el regulador utilitzat per a això és un 7805 fix. També es va utilitzar el transformador de 220V a 9V CA.

Pas 2: Es requereix un diagrama de circuit i components:

El diagrama del circuit i els components necessaris es mostren a les imatges anteriors.

Pas 3: Simulacions i disseny de Pcb

Esquema i simulacions de Proteus:

El circuit esquemàtic es va simular per tal de veure si el circuit funciona correctament i assoleix el nostre objectiu d’una font d’alimentació fixa de ± 15V variable i 5V. Cosa que es va comprovar mesurant la tensió de sortida amb l'ajut de diversos metres.

Disseny de PCB Proteus:

El circuit esquemàtic després de les proves es va convertir en el seu disseny de PCB. Els components es col·loquen primer i l’encaminament es fa mitjançant l’encaminament automàtic. L’amplada del cable d’alimentació és T80, mentre que la resta del cable té l’amplada T70. La longitud del tauler es va seleccionar de 6 per 8 polzades. També es va comprovar el disseny en 3D del disseny esperat de PCB. El disseny en finalitzar i comprovar si els camins no es creuen s’exporta en format PDF. Només es selecciona la capa inferior i la vora del tauler per formar part del fitxer PDF i la resta no està seleccionada. Ens proporciona una impressió de la pista de tot el PCB.

Pas 4: Impressió de PCB

Impressió en paper mantega:

La pista que es va obtenir com a fitxer PDF es va imprimir al paper mantega. La impressora utilitzada amb aquest propòsit era la de tòner en lloc de tinta líquida, ja que no es pot transferir al paper mantega. Amb aquest propòsit, es talla el paper de mantega de manera que coincideixi amb la mida d'un paper A4 per facilitar la impressió i, a continuació, es talla perquè s'adapti a la mida del PCB.

Transferència de la impressió del paper mantega al tauler PCB:

El paper de mantega es col·loca sobre la placa PCB. Es fa servir una planxa calenta per prémer el paper de mantega, la qual cosa fa que la pista es fotocopi a la placa PCB a causa de l’escalfament de la tinta del tòner. Després d'això, es fan correccions de pista mitjançant el marcador permanent.

Gravat:

En transferir la pista a la placa PCB, en el següent pas la placa es submergeix en un recipient ple de clorur fèrric col·locat al forn, el que resulta en l’eliminació del coure de tota la placa PCB, excepte la pista que es va imprimir resultant en una làmina de plàstic amb coure només present a la pista.

Perforació:

Després de la preparació del PCB, els forats es perforen mitjançant un trepant de Pcb, mantenint-lo a la meitat per mantenir el trepant a 90 graus sobre el PCB i sense aplicar pressió addicional, en cas contrari, la broca es trencarà. Els forats dels transistors, connectors, reguladors Els díodes són més grans que els de les resistències, condensadors, etc.

Neteja amb més prim / gasolina:

La placa del PCB es renta amb unes gotes de diluent o gasolina segons la disponibilitat, de manera que la tinta s’elimini de la pista per soldar perfectament el component del PCB. El PCB està a punt per soldar-se amb components.

Soldadura de components:

Els components es solden a la placa PCB segons el disseny del PCB Proteus. Els components es solden amb precaució en no curtcircuitar les vies ni els punts. Es té en compte la polaritat de components com els condensadors / transistors. Els dissipadors de calor s’uneixen amb els reguladors mitjançant la pasta per a una millor conductivitat i es solden amb el PCB. De la mateixa manera

Proves:

Una última vegada, el PCB es prova si hi ha curts soldats dels components de la placa. Després, el PCB es va encendre i es va assenyalar la sortida que era segons la sortida desitjada. El PCB està llest per col·locar-lo a la carcassa.

Pas 5: Preparació de la carcassa

Es va comprar al mercat una carcassa prefabricada amb disseny bàsic i es va modificar segons el requisit desitjat. Va venir amb dos forats per a dos pals d’enquadernació, de manera que es van perforar addicionals 4 forats per a pals d’enquadernació i 2 per a potenciòmetres a la carcassa. També es va col·locar un endoll femella de 3 pins per facilitar la connectivitat del cable de subministrament de CA. També es va col·locar un interruptor a l'exterior per encendre o apagar la font d'alimentació. A més, es va instal·lar un VOLTMETER al subministrament per facilitar la lectura / selecció de l'usuari.

Pas 6: Configuració del subministrament

Els transformadors i el circuit es van col·locar a la carcassa amb l'ajut d'una làmina de fusta / aïllant per evitar qualsevol curt amb el cos. Es van utilitzar cargols i tirants per mantenir els components units. A la carcassa es van instal·lar pals d’enquadernació, potenciòmetres del portafusibles i botó. El cable de pont es feia servir per connectar i es soldava per assegurar la connexió. es va utilitzar un embolcall retràctil per assegurar les connexions i evitar curtes. Es va provar el subministrament.

Pas 7: regulació de la càrrega

La càrrega es va connectar a la sortida de subministrament i es va afrontar la caiguda de tensió de sortida que es va deure a la caiguda de les resistències dels cables / pistes de PCB / punts de connexió. Per solucionar-ho, es van canviar els valors de les resistències a través del LM317 / LM337 per proporcionar una tensió de càrrega de 15 volts. Com que el voltatge que hi havia a la sortida era el voltatge de circuit obert.

Pas 8: proves finals / observacions

El voltímetre utilitzat en el subministrament només funcionava per a nivells de tensió superiors a 7 v (altres no disponibles al mercat). Així, utilitzant un voltímetre millor, també es podrien mesurar valors de tensió més baixos. Preferiblement, mitjançant un voltímetre analògic bidireccional i mitjançant un commutador per canviar el valor a mesurar (alimentació + ve o tensió d'alimentació –ve), es podria fer més pràctic.

En general, va ser un projecte interessant. Es va aprendre molt, ja que em vaig familiaritzar amb la fabricació de PCB, els problemes per fer un subministrament i els reguladors de voltatge variable.

Visiteu també https://easyeeprojects.blogspot.com/ per als propers projectes.:)