AC đến + 15V, -15V 1A Biến và 5V 1A Nguồn điện DC cố định trên băng ghế dự bị: 8 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

Nguồn điện là thiết bị điện cung cấp năng lượng điện cho tải điện. Bộ nguồn Mẫu này có ba bộ nguồn DC trạng thái rắn. Nguồn cung cấp đầu tiên cung cấp một đầu ra có thể thay đổi từ 1,5 đến 15 vôn dương ở tối đa 1 ampe. Thứ hai cho một âm 1,5 đến -15 vôn ở 1 ampe. Thứ ba có 5V cố định ở 1 ampe. Tất cả các nguồn cung cấp được quy định đầy đủ. Một mạch IC đặc biệt giữ điện áp đầu ra trong khoảng.2V khi đi từ không tải đến 1 ampe. Đầu ra được bảo vệ hoàn toàn khỏi ngắn mạch. Nguồn cung cấp này lý tưởng để sử dụng trong phòng thí nghiệm trường học, cửa hàng dịch vụ hoặc bất cứ nơi nào cần điện áp một chiều chính xác.

Bước 1: Nguồn cung ứng hoạt động như thế nào?

Nguồn cung cấp bao gồm hai mạch, một là đầu ra 5v cố định và nguồn khác là 0 đến + 15, và -15 nguồn cung cấp biến đổi với mỗi phần được giải thích bên dưới. Nó bao gồm một biến áp nguồn, một giai đoạn chỉnh lưu DC và giai đoạn điều chỉnh.

1. Giảm 220V AC bằng Biến áp: Vì đầu vào của bộ điều chỉnh được cho là ở bất kỳ đâu từ 1,5 đến 40 volt. Vì vậy, 220v AC đã được loại bỏ bằng cách sử dụng máy biến áp. Nguồn điện xoay chiều 220v từ nguồn chính được cung cấp cho cuộn dây thứ cấp của máy biến áp thông qua cầu chì và công tắc, bước này xuống 18 volt. Tỷ lệ rẽ của máy biến áp là 12: 1. Khi thử nghiệm, điện áp mạch hở của máy biến áp là 22 vôn. Máy biến áp phục vụ hai mục đích. Đầu tiên, nó giảm đầu vào 220VAC xuống 17VAC và 9VAC để cho phép điện áp thích hợp đi vào các giai đoạn chỉnh lưu. Thứ hai, nó cách ly đầu ra nguồn điện khỏi dòng 220VAC. Điều này giúp người dùng không bị sốc điện áp nguy hiểm nếu người dùng đang đứng ở khu vực được nối đất. Một máy biến áp xoay tâm có hai cuộn thứ cấp lệch pha nhau 180 độ.
2. Bộ chuyển đổi AC sang DC: Để chỉnh lưu AC (chuyển đổi từ AC sang DC), cấu hình cầu của điốt đã được sử dụng để cắt bỏ chu kỳ âm của AC và chuyển đổi nó thành xung DC. Mỗi diode chỉ hoạt động khi nó ở trạng thái phân cực thuận (khi điện áp ở cực dương cao hơn điện áp ở cực âm). DC này có một số gợn sóng liên quan đến nó vì vậy một tụ điện được sử dụng để làm phẳng nó một cách tương đối trước khi đưa nó đến mạch điều chỉnh.
3. Mạch điều chỉnh: Mạch điều chỉnh trong PowerSupply bao gồm mạch tích hợp LM-317 và LM-337. LM317 cung cấp dòng tải hơn 1,5 A với điện áp đầu ra có thể điều chỉnh trong phạm vi 1,2 đến 37 V. Dòng LM337 là bộ điều chỉnh điện áp âm 3 đầu có thể điều chỉnh có khả năng cung cấp vượt quá -1,5 A trên dải điện áp đầu ra -1,2 đến -37 V. Chúng đặc biệt dễ sử dụng và chỉ cần hai điện trở bên ngoài để đặt điện áp đầu ra. Hơn nữa, cả bộ điều chỉnh dòng và tải đều tốt hơn bộ điều chỉnh cố định tiêu chuẩn. Điện áp đầu ra của LM317 / LM377 được xác định bằng tỷ số của hai điện trở phản hồi R1 và R2, tạo thành một mạng phân chia tiềm năng trên đầu cuối đầu ra. Điện áp trên điện trở phản hồi R1 là điện áp tham chiếu 1,25V không đổi, Vref được tạo ra giữa Thiết bị đầu cuối "đầu ra" và "điều chỉnh". Sau đó, bất kỳ dòng điện nào chạy qua điện trở R1 cũng chạy qua điện trở R2 (bỏ qua dòng điện đầu cuối điều chỉnh rất nhỏ), với tổng của điện áp giảm trên R1 và R2 bằng điện áp đầu ra, Vout. Rõ ràng là điện áp đầu vào, Vin phải lớn hơn ít nhất 2,5 volt so với điện áp đầu ra yêu cầu để cấp nguồn cho bộ điều chỉnh.
4. Bộ lọc: Đầu ra của LM317 / 337 được đưa vào tụ điện để lọc ra hiệu ứng xung. Và sau đó nó được gửi đến đầu ra. Cần lưu ý rằng cần ghi nhớ cực tính của tụ điện trước khi đặt nó.

Nguồn cung cấp DC cố định 5v

5v DC hoạt động trên nguyên tắc tương tự, nhưng bộ điều chỉnh được sử dụng cho điều đó là cố định 7805. Ngoài ra máy biến áp được sử dụng là 220V đến 9V AC.

Bước 2: Sơ đồ mạch và các thành phần cần thiết:

Sơ đồ mạch và các thành phần cần thiết được liệt kê trong các hình trên.

Bước 3: Mô phỏng và bố cục Pcb

Sơ đồ Proteus và Mô phỏng:

Sơ đồ mạch đã được mô phỏng để xem liệu mạch có hoạt động chính xác hay không và đạt được mục tiêu của chúng tôi về biến thể ± 15V và nguồn điện cố định 5V. Đã được xác minh bằng cách đo điện áp đầu ra với sự trợ giúp của đồng hồ đa năng.

Bố cục PCB Proteus:

Sơ đồ mạch sau khi thử nghiệm sau đó được chuyển đổi thành bố cục PCB của nó. Các thành phần được đặt đầu tiên và việc định tuyến được thực hiện thông qua định tuyến tự động. Chiều rộng của dây nguồn là T80 trong khi phần còn lại của dây có chiều rộng T70. Chiều dài bảng được chọn là 6 x 8 inch. Bố cục 3d cũng đã được kiểm tra cho thiết kế PCB dự kiến. Bố cục khi hoàn thành và kiểm tra xem các đường dẫn không cắt ngang có được xuất dưới dạng PDF hay không. Chỉ có cạnh bảng và lớp dưới cùng được chọn trên tệp PDF và phần còn lại không được chọn. Nó cung cấp cho chúng ta một bản in của toàn bộ PCB.

Bước 4: In PCB

In trên giấy bơ:

Bản nhạc dưới dạng tệp PDF được in trên giấy bơ. Máy in được sử dụng cho mục đích này là máy in có mực thay vì mực lỏng vì nó không thể chuyển trên giấy bơ. Vì mục đích đó, giấy bơ được cắt sao cho phù hợp với kích thước của giấy A4 để dễ dàng in ấn và sau đó cắt sao cho phù hợp với kích thước PCB.

Chuyển bản in từ giấy Bơ sang bảng PCB:

Giấy bơ được đặt trên đầu bảng PCB. Bàn là nóng được sử dụng để ép giấy bơ dẫn đến bản in tự photocopy trên bảng mạch PCB do mực mực in nóng lên. Sau đó, chỉnh sửa đường đi được thực hiện bằng cách sử dụng điểm đánh dấu vĩnh viễn.

Khắc:

Chuyển bản nhạc trên bảng PCB, trong bước tiếp theo, bảng được nhúng vào thùng chứa đầy Ferric Clorua được đặt trong lò, dẫn đến việc loại bỏ đồng từ tất cả trên bảng PCB ngoại trừ bản nhạc đã được in dẫn đến một tấm nhựa với đồng chỉ có mặt trên đường đua.

Khoan:

Sau khi chuẩn bị PCB, các lỗ được khoan bằng máy khoan Pcb bằng cách giữ nó ở giữa để giữ mũi khoan ở 90 độ so với PCB và không tạo thêm áp lực nếu không mũi khoan sẽ bị gãy. Các lỗ cho bóng bán dẫn, đầu nối, bộ điều chỉnh Điốt được làm lớn hơn so với lỗ của điện trở, tụ điện thông thường, v.v.

Làm sạch bằng chất pha loãng / xăng:

Bo mạch PCB được rửa bằng một vài giọt chất pha loãng hoặc xăng tùy theo tình trạng sẵn có để mực được loại bỏ khỏi rãnh để hàn hoàn hảo linh kiện trên PCB. PCB đã sẵn sàng để được hàn với các thành phần.

Hàn các thành phần:

Các thành phần sau đó được hàn trên bảng mạch PCB theo cách bố trí PCB của Proteus. Các thành phần được hàn một cách thận trọng bằng cách không làm ngắn các đường hoặc các điểm. Các phân cực của các thành phần như tụ điện / bóng bán dẫn được lưu ý. Tản nhiệt được gắn với bộ điều chỉnh bằng cách sử dụng chất dán để dẫn điện tốt hơn và được hàn với PCB. Tương tự

Thử nghiệm:

Lần cuối cùng, PCB được kiểm tra trong thời gian ngắn khi hàn các thành phần trên bo mạch. Sau đó, PCB được cấp nguồn và đầu ra được ghi nhận là theo đầu ra mong muốn. PCB đã sẵn sàng để được đặt trong vỏ.

Bước 5: Chuẩn bị vỏ bọc

Một vỏ bọc tạo sẵn với bố cục cơ bản đã được mua từ thị trường và được sửa đổi theo yêu cầu mong muốn. Nó đi kèm với hai lỗ cho hai trụ ràng buộc, do đó, bổ sung 4 lỗ cho trụ ràng buộc và 2 lỗ cho chiết áp đã được khoan trong vỏ. Một ổ cắm 3 chân cái cũng được đặt để dễ dàng kết nối với cáp nguồn AC. Một công tắc cũng được đặt bên ngoài để BẬT hoặc TẮT nguồn điện. Ngoài ra, một VOLTMETER đã được cài đặt trong nguồn cung cấp để người dùng dễ dàng đọc / lựa chọn.

Bước 6: Thiết lập nguồn cung cấp

Máy biến áp và mạch điện được đặt trong vỏ với sự trợ giúp của một tấm gỗ / cách điện để tránh bất kỳ sự cố ngắn nào với thân máy. Bu lông và dây buộc được sử dụng để giữ các thành phần với nhau. Các trụ ràng buộc, chiết áp giá đỡ cầu chì và nút đã được lắp trên vỏ. Dây nhảy được sử dụng để kết nối và được hàn để đảm bảo kết nối. bọc co lại được sử dụng để bảo đảm các kết nối và tránh bất kỳ sự cố ngắn nào. Nguồn cung cấp đã được thử nghiệm.

Bước 7: Quy định tải

Tải được kết nối với đầu ra của nguồn cung cấp và phải đối mặt với sự sụt giảm điện áp đầu ra do sự sụt giảm trên các điện trở của dây / đường dẫn pcb / điểm kết nối. Vì vậy, để phục vụ cho điều đó, các giá trị của điện trở trên LM317 / LM337 đã được thay đổi để cung cấp điện áp tải là 15 volt. Vì điện áp ở đầu ra là điện áp hở mạch.

Bước 8: Kiểm tra / quan sát cuối cùng

Vôn kế được sử dụng trong nguồn cung cấp chỉ hoạt động ở các mức điện áp trên 7v (loại khác không có sẵn trên thị trường). Vì vậy, bằng cách sử dụng một vôn kế tốt hơn, các giá trị điện áp thấp hơn cũng có thể được đo. Tốt hơn là sử dụng vôn kế tương tự hai chiều và sử dụng công tắc để thay đổi giá trị cần đo (+ nguồn cung cấp hoặc –ve điện áp cung cấp), nó có thể thực tế hơn.

Nói chung đó là một dự án thú vị. Tôi đã học được rất nhiều điều khi làm quen với việc sản xuất PCB, các vấn đề trong việc chế tạo nguồn cung cấp và bộ điều chỉnh điện áp biến đổi.

Ngoài ra, vui lòng truy cập https://easyeeprojects.blogspot.com/ để biết các dự án sắp tới.:)