0-40V Adjustable Power Supply Circuit - Tutorial sa Konstruksiyon

Ang suplay ng pangkalahatang layunin na layunin na ito ay bumubuo ng hanggang sa 2.5 amp mula sa zero hanggang 20 volts o hanggang sa 1.25 amps mula 0-40 volts. Ang kasalukuyang paglilimita ay variable sa loob ng buong saklaw para sa alinman sa mga pagpipilian sa output.

Ni Trupti Patil

Pangunahing Mga pagtutukoy ng Supply ng Kuryente:

Ang isang IDEAL POWER SUPPLY ay dapat magbigay ng isang boltahe na variable sa loob ng isang malawak na saklaw, at na mananatili sa itinakdang boltahe anuman ang linya ng boltahe o mga pagkakaiba sa pagkarga.

Ang supply ay dapat ding ligtas mula sa isang maikling circuit sa buong output nito at magagawang paghigpitan ang kasalukuyang pag-load upang matiyak na ang mga aparato ay hindi napinsala ng mga pagkabigo na pangyayari.

Ang partikular na proyekto na ito ay nagpapaliwanag ng isang supply ng kuryente na idinisenyo upang maihatid ang 2.5 amperes hanggang sa 18 volts (hanggang sa 20 volts sa mas mababang mga alon). Kasabay nito ang ilang pangunahing mga pagbabago ay mag-aalok ng alok ng supply na hanggang 40 volts sa 1.25 amperes.

Ang boltahe ng suplay ay nababagay sa pagitan ng zero at ‘ang pinakamataas na magagamit, at ang kasalukuyang paglilimita ay maaari ring maiakma sa itinakdang buong saklaw. Ang mode ng pagpapatakbo ng supply ng kuryente ay ipinahiwatig sa pamamagitan ng dalawang LEDs.

Ipinapakita ng malapit sa boltahe ng control boltahe kung ang yunit ay nasa normal na setting ng boltahe-regulasyon at ang malapit sa kasalukuyang limitasyon ng knob ay nagpapakita kung ang unit ay nasa kasalukuyang mode ng limitasyon. Bukod dito isang malaking metro ang nagpapakita ng kasalukuyang o output ng boltahe na pinili ng isang switch.

TAMPOK NG DESIGN

Habang sa aming paunang yugto ng disenyo ay sinaliksik namin ang iba't ibang mga uri ng regulator at ang mga positibong aspeto at drawbacks ng bawat isa upang mapili ang isa na nagbibigay sa pinakamataas na pagpapaandar na epektibo sa gastos. Ang mga tukoy na diskarte at ang kanilang mga tampok ay maaaring buod ng mga sumusunod.

Ang shunt regulator:

Pangunahing gagana ang layout na ito para sa mababang mga supply ng kuryente na humigit-kumulang 10 hanggang_15 watts. Nag-aalok ito ng mahusay na regulasyon at panloob na panloob na circuit lumalaban gayunpaman dissipates ang buong dami ng kapangyarihan ito ay nilagyan upang hawakan sa ilalim ng mga kondisyon na walang-load.

Ang regulator ng serye.

Ang regulator na ito ay umaangkop sa medium-power supplies na tinatayang halos 50 watts.

Maaari at inilaan ito para sa mas mataas na mga supply ng kuryente, kahit na ang pagwawaldas ng init ay maaaring isang isyu partikular sa napakataas na kasalukuyang may mababang mga boltahe ng output.

Mahusay ang regulasyon, sa pangkalahatan ay mayroong ingay ng output at ang gastos ay medyo kaunti.

Regulator ng SRC:

Tamang-tama para sa daluyan hanggang sa mataas na layunin ng kuryente, nagbibigay ang regulator na ito ng mababang pagwawaldas ng kuryente, kahit na ang output ripple at oras ng pagtugon ay hindi gaanong kagaling sa mga mula sa isang regulator ng serye.

SCR pre-regulator at series regulator.

Ang pinakamahusay na mga tampok ng SCR at mga series regulator ay pinagsama sa ganitong uri ng circuit ng supply ng kuryente na nagtatrabaho para sa medium hanggang sa mataas na kapangyarihan na mga application. Ang isang SCR pre-regulator ay nagtatrabaho upang ma-secure ang isang halos kinokontrol na supply sa paligid ng limang volts na mas malaki kaysa sa inirekomenda, sinamahan ng isang angkop na regulator ng serye.

Binabawasan nito ang pagkawala ng kuryente sa regulator ng serye. Gayunpaman, mas malaki ang gastos upang maitayo.

Paglipat ng regulator.

Inilapat din para sa mga aplikasyon ng daluyan hanggang sa mataas na kapangyarihan, ang diskarteng ito ay nagbibigay ng abot-kayang regulasyon at mababang pag-disipasyon ng kuryente sa regulator gayunpaman ay magastos upang maitayo at magtaglay ng isang mataas na dalas ng alon sa output.

Ang supply ng kuryente na switch-mode.

Ang pinakamatagumpay na pamamaraan ng lahat, itinutuwid ng regulator na ito ang mains upang mapatakbo ang isang inverter na 20 kHz o higit pa. Upang mapababa o mapalakas ang boltahe ng isang mababang gastos ng ferrite transpormer ay karaniwang nagtatrabaho, ang output na kung saan ay naitama at nasala upang makuha ang ginustong output ng DC.

Napakahusay ng regulasyon ng linya ngunit tiyak na may kabiguan na hindi ito magawang mailapat bilang isang mapagkukunang variable dahil maiakma lamang ito sa isang medyo mas maliit na saklaw.

ATING SARILING DESIGN

Ang aming paunang prinsipyo sa disenyo ay para sa isang supply ng kuryente na humigit-kumulang 20 volts sa 5 hanggang 10 amps na output.
Sinabi na, sa ilaw ng mga pagkakaiba-iba ng regulator kaagad na magagamit, pati na rin ang mga gastos, ito ay napili upang limitahan ang kasalukuyang sa tungkol sa 2.5 amps.
Ang diskarte na ito ay nakatulong sa amin na gumamit ng isang regulator ng serye, ang pinaka-epektibong modelo. Kinakailangan ang mabuting regulasyon, kasama ang naaayos na kasalukuyang tampok na naglilimita, kasama ang karagdagan na napili na ang supply ng kuryente ay maaaring maisagawa hanggang sa halos zero volts.

Upang makuha ang pangwakas na kwalipikasyon ng isang negatibong supply rail o isang kumpare na maaaring tumakbo gamit ang mga input nito sa zero volts ay mahalaga. Taliwas sa paggamit ng isang negatibong supply rail gumawa kami ng desisyon na magtrabaho kasama ang isang CA3l30 IC pagpapatakbo amplifier bilang kumpare.

Ang CA3l 30 ay nangangailangan ng isang solong supply (maximum na 15 volts) at, sa simula ay gumawa kami ng isang resistor at l 2 volt zener upang makakuha ng 12 volt supply. Ang boltahe ng sanggunian ay nilikha noon mula sa suplay ng zener ng isa pang risistor at isang 5 volt zener.

Ito ay pinaniniwalaan na ito ay nagpakita ng sapat na regulasyon para sa sanggunian boltahe gayunpaman praktikal na ang output mula sa rectifier ay nakilala upang baguhin mula 21to 29 volts kasama ang ilan sa ripple at boltahe na lumilipat na naganap sa 12 volt zener, bilang isang resulta, natapos hanggang sa nai-mirror sa sanggunian ng 5 volt zener.

Dahil sa kadahilanang ito ang 12 volt zener ay napalitan ng isang lC regulator na naayos ang isyu.

Sa lahat ng mga regulator ng serye ang transistor ng serye-output mula sa mga katangian ng layout, dapat na matanggal ang maraming lakas lalo na sa mababang boltahe ng output at mataas na kasalukuyang. Para sa kadahilanang ito ang isang kagalang-galang heatsink ay isang mahalagang bahagi ng istraktura.

Ang mga pang-industriya na heatsink ay hindi kapani-paniwalang mahal at madalas na hamon na ikabit. Bilang isang resulta, nilikha namin ang aming sariling heatsink na hindi lamang mas abot-kayang pa ngunit gumana nang mas mahusay kaysa sa pagkakaiba-iba ng komersyal na iniisip namin - na mas simpleng ikakabit.

Gayunpaman sa buong pagkarga ang heatsink ay patuloy na nagpapatakbo ng mainit-init tulad ng transpormer. at sa loob ng mataas na kasalukuyang mga pangyayaring mababa ang boltahe ang transistor ay maaaring maging masyadong malabo upang hawakan.
Ito ay medyo normal dahil ang transistor sa loob ng mga sitwasyong ito ay nananatiling gumagana sa loob ng napiling saklaw ng temperatura.

Kasama ang anumang labis na kinokontrol na supply, ang pagiging matatag ay maaaring maging isang kahirapan. Para sa motibo na ito ng mode ng pagpapatakbo ng boltahe-regulasyon, ang mga capacitor C5 at C7 ay isinama upang i-minimize ang nakuha ng loop sa mataas na mga frequency at samakatuwid ay iwasan ang supply mula sa oscillating.

Ang halaga ng C5 ay napili para sa perpektong pagtipid sa pagitan ng katatagan at panahon ng reaksyon. Kapag ang halaga ng C5 ay masyadong mababa ang rate ng reaksyon ay nadagdagan.

Gayunman mayroong umiiral na isang higit na posibilidad ng kakulangan ng katatagan. Kung ang labis na oras ng reaksyon ay labis na nadagdagan. Sa mode na kasalukuyang-limit ang magkaparehong pag-andar ay nakumpleto ng C4 at ang eksaktong parehong mga opinyon na ipinatupad para sa senaryo ng boltahe.

Tulad ng supply ng kuryente ay may kakayahang medyo mataas na kasalukuyang output maaaring may walang alinlangan na ang ilang mga boltahe ay bumaba sa mga kable sa mga output terminal. Ito ay binabayaran ng sensing ang boltahe sa mga output terminal sa pamamagitan ng isang independiyenteng hanay ng mga lead.

Kahit na ang supply ay pangunahing ginawa para sa 20 volts sa 2.5 amps natapos itong inirerekumenda na ang eksaktong parehong supply ay maaaring maging bihasa upang magbigay ng 40 volts sa 1.25 amps at na maaaring ito ay mas naaangkop sa maraming mga end user.

Maaari itong magawa sa pamamagitan ng pagbabago ng mga setting ng rectifier at sa pamamagitan ng pagbabago ng ilang mga bahagi. Ang ilang mga ideya ay ipinasa sa paglikha ng supply maililipat subalit ang mga karagdagang pagkakumplikado at presyo ay sa isang paraan na ito ay hindi pinansin na maging kapaki-pakinabang.

Samakatuwid kailangan mong piliin lamang ang pagsasaayos na tumutugma sa iyong pangangailangan at buuin ang supply kung kinakailangan.

Ang maximum na naayos na boltahe na maa-access ay pinaghihigpitan marahil sa pamamagitan ng input boltahe sa regulator na masyadong nabawasan (na may higit sa 18 volts at 2.5 amps) o marahil mula sa ratio ng R14 / R15 at ng halaga ng sanggunian boltahe. (Output = R14 + R15 / R15) V ref

Dahil sa pagpapaubaya ng ZD1 ang kumpletong 20 volts (o 40 volts) ay malamang na hindi ma-access. Kung makilala ito tulad ng isang sitwasyon ang R14 ay dapat na tumaas sa kasunod na pinapaboran na halaga.

Ang mga potentiometro ng solong pagliko ay ibinigay para sa boltahe at kasalukuyang mga kontrol dahil sa ang katunayan na ang mga ito ay abot-kayang. Gayon pa man kung ang tumpak na pagkakatiwala ng boltahe o kasalukuyang kontrol ay kinakailangan ng sampung-turn potentiometers ay dapat na mailapat bilang isang kapalit.

PAANO GUMAGAWA

Ang 240 volt mains ay stepped-down sa 40 Vac sa pamamagitan ng transpormer at, batay sa kung aling supply ang nabuo, naitama sa alinman sa 25 o 5 Vdc.

Ang boltahe na ito ay talagang katamtaman dahil ang aktwal na boltahe ay magkakaiba sa pagitan ng 29 volts (58 volts) na walang pag-load hanggang 21 volts (42 volts) sa buong karga.

Ang magkaparehong mga capacitor ng filter ay ginagamit sa parehong sitwasyon. Ang mga ito ay naka-attach sa kahanay para sa iyong 25 volt variant (5000uF) at sa serye na inilaan para sa modelo ng 50 volt (1250uF). sa modelong 50 volt ang gitnang tapikin ng transpormer ay isasama sa gitnang tapikin ng mga capacitor samakatuwid ginagarantiyahan ang tumpak na boltahe. pagbabahagi sa gitna ng mga capacitor. Ang pag-set up na ito bilang karagdagan ay nag-aalok ng isang 25 volt supply sa regulator lC.

Ang regulator ng boltahe ay mahalagang isang uri ng serye kung saan ang impedance ng serye transistor ay pinamamahalaan sa isang paraan na ang boltahe na ito sa buong pag-load ay pinananatiling pare-pareho sa paunang natukoy na halaga.

Ang transistor Q4 ay nagwawaldas ng maraming kapangyarihan partikular na sa mababang output voltages at mataas na kasalukuyang at sa gayon naka-install ito sa heatsink sa loob ng likuran ng produkto.

Nagdadala ang Transistor Q3 ng kasalukuyang pakinabang sa Q4, ang pakikipagtulungan na gumaganap tulad ng isang high-power, high-gain, PNP transistor. Ang 25 volts ay nabawasan sa 12 volts sa pamamagitan ng integrated-circuit regulator ICI. Ang boltahe na ito ay karaniwang ginagamit bilang supply boltahe para sa CA3130 lCs at karagdagan itong ibinababa sa 5.1 volts ng zener diode ZDI upang magamit bilang boltahe ng sanggunian.

Ang regulasyon ng boltahe ay isinasagawa ng lC3 na sumusuri sa boltahe na tinutukoy ng RV3 (O hanggang 5.1 'volts) na may boltahe ng output na hinati sa R14 at R15. Ang divider ay nagbibigay ng isang dibisyon ng 4.2 (O hanggang 21 volts) o walo (0 hanggang 40 volts).

Sa kabilang banda sa high end ang makuha boltahe ay pinaghihigpitan sa punto na namamahala ang regulator na mawalan ng kontrol sa mataas na kasalukuyang habang ang boltahe sa pamamagitan ng filter capacitor ay umabot sa output voltage kasama ang ilang 100 Hz ripple ay maaari ding matagpuan. Ang output ng IC3 ay kinokontrol ang transistor Q2 na kasunod na kinokontrol ang output transistor sa isang paraan na ang boltahe ng output ay patuloy na pare-pareho hindi alintana ang mga pagkakaiba-iba ng linya at pagkarga. Ang sanggunian na 5.1 volt ay inaalok sa emitter ng Q2 hanggang Q1.

Ang transistor na ito ay talagang isang yugto ng buffer upang pigilan ang linya ng 5.1 volt mula sa pagiging load. Ang kasalukuyang kontrol ay isinasagawa ng IC2 na pinag-aaralan ang boltahe na tinutukoy ng -RV1 (O hanggang 0.55 volts) gamit ang boltahe na nilikha sa paligid ng R7 ng kasalukuyang pag-load.

Kung sasabihin na ang 0.25 volts ay tinukoy sa RV1 at ang kasalukuyang kinuha mula sa supply ay maliit, ang output ng IC2 ay magiging malapit sa 12 volts. Ito ay humahantong sa LED 2 na naiilawan mula noong ang emitter ng Q1 ay nasa 5.7 volts.

Dahil dito ang LED ay nangangahulugan na ang supply na ito ay gumagana sa loob ng voltage regulator mode. Kung ang kasalukuyang hinihimok ay nakataas sa isang paraan na ang boltahe sa paligid ng R7 ay higit sa 0.25 volts (sa aming paglalarawan) ang output ng IC2 ay maaaring bumaba. Kapag ang output ng IC2 ay bumaba sa ibaba sa paligid ng 4 volts Q2 ay nagsisimulang patayin sa pamamagitan ng LED 3 at D5. Ang resulta nito ay upang mai-minimize ang output boltahe upang ang boltahe sa buong R7 ay hindi magawang mas mabilis.

Habang nagaganap ito ang pagsubok ng boltahe na IC3 ay nagtatangka upang kontrahin ang problema at ang output nito ay umakyat sa 12 volts. Pagkatapos ay ubusin ng IC2 ang higit pang kasalukuyang upang makabawi at ang kasalukuyang ito ay nagdudulot ng LED 3 sa ilaw, na nagpapahiwatig na ang supply ay gumagana sa kasalukuyang-limit mode.

Upang matiyak na tumpak na regulasyon ang mga terminal ng volting sensing ay maihahatid sa mga output point na Malaya mula sa mga nagdadala ng kasalukuyang pag-load. Kasama sa metro ang isang paggalaw ng isang milliamp at binabasa ang output boltahe (kaagad kasama ang mga output terminal) o kasalukuyang (sa pamamagitan ng 'pagsukat ng boltahe sa paligid ng R7) tulad ng napili mula sa front panel switch SV2

PCB Layout para sa 40V power supply circuit

KONSTRUKSYON

Ang iminungkahing layout ng PCB para sa 0-40V variable power supply circuit na ito ay dapat gamitin dahil ang konstruksyon ay ginagawa nang napakasimple.

Ang mga sangkap ay dapat na pagsamahin sa board na tinitiyak na ang mga polarity ng diode, transistors, lCs at electrolytic ay wasto. Ang BDl40 (Q3) ay dapat na mai-install sa isang paraan na ang panig na gumagamit ng ibabaw ng metal ay humarap sa direksyon ng lCl. Ang isang maliit na heatsink ay dapat na naka-bolt sa transistor tulad ng ipinakita sa larawan.

Kung ang metalwork na detalyado ay ginagamit sa pagtugis sa pag-aayos ng pagpupulong ay dapat na gamitin.

a) Sumali sa harap ng panel sa harap ng balangkas at i-bolt ang mga ito sa bawat isa sa pamamagitan ng paglalagay ng metro.

b) Ayusin ang mga output terminal, potentiometers at meter-switch papunta sa front panel.

c) Ang mga cathode ng LEDs (na inilapat namin) ay itinalaga ng isang bingaw sa loob ng katawan na hindi maaaring mapansin habang ang mga LED ay nakakabit sa front panel.

Kung naririnig nito ang sitwasyon sa iyo, bawasan ang mga terminal ng cathode na bahagyang mas maliit upang makilala ang mga ito pagkatapos na mai-install ang mga LED sa lugar.

d) Ang haba ng panghinang ng kawad (paligid ng 180 mm ang haba) sa mga 240 volt terminal ng transpormer, insulate ang mga terminal gamit ang tape pagkatapos na ilakip ang transpormer sa lugar sa loob ng balangkas.

f) I-mount ang mains cord at ang cord-clip. wire ang power switch, insulate ang mga terminal at pagkatapos nito ikabit ang switch sa front panel.

g) Ayusin ang heatsink at i-tornilyo ito sa likuran ng balangkas sa pamamagitan ng paggamit ng isang pares ng mga bolts - pagkatapos nito i-install ang power transistor na gumagamit ng mga insitation washer at silicon grease.

h) I-install ang binuo PCB sa balangkas na gumagamit ng 10 mm spacers.

i) I-wire ang pangalawang transpormer, mga diode ng pagwawasto at mga filter na capacitor. Ang mga lead sa diode ay sapat na matigas hindi talaga nais ang anumang labis na suporta.

j) Ang mga kable na kinasasangkutan ng board at ang mga switch ay maaaring posibleng dumating ngayon sa pamamagitan ng mga hook up point na may mga katugmang titik sa front panel diagram at mga sangkap na overlay diagram. Ang kinakailangan lamang sa pagtaguyod ay upang i-calibrate ang metro. I-hook up ang isang tunay na voltmeter sa output control ng supply ng kuryente upang ang panlabas na metro na mga decipher ay 1 5 volts (o 30 volts sa alternatibong pag-set up).

Listahan ng Mga Bahagi para sa ipinanukalang 40V 2 amp power supply circuit